JP2023504477A - Biomagnetic microspheres and methods of making and using the same - Google Patents
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Abstract
本発明は、生体磁性マイクロスフェアを提供し、当該生体磁性マイクロスフェアは、磁性マイクロスフェア本体を含み、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを少なくとも1種有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、ビオチンが連結されている。されに、当該生体磁性マイクロスフェアに対する改良、及び製造方法と使用を提供する。当該生体磁性マイクロスフェアは操作使用しやすく、溶液中に迅速に分散し及び迅速に凝集することができ、高速遠心機などの大型実験設備を使用する必要がなく、用途が広く、またビオチンを介して選択性のある精製媒体(例えばアビジン、アフィニティタンパク質、ポリペプチド/タンパク質タグなど)と連結することができ、一般的に、大規模にタンパク質(抗体系物質を含むがそれらに限定されない)などの標的物質の分離精製に使応用することができる。The present invention provides biomagnetic microspheres comprising a magnetic microsphere body, wherein the outer surface of the magnetic microsphere body comprises at least one polymer having a linear backbone and branched chains. having a seed, one end of the linear backbone anchored to the outer surface of the magnetic microsphere body, the other end of the polymer free from the outer surface of the magnetic microsphere body, and a branched chain end of the polymer of the biomagnetic microsphere; is linked to biotin. Additionally, improvements to the biomagnetic microspheres, methods of manufacture and uses are provided. The biomagnetic microspheres are easy to manipulate and use, can be rapidly dispersed in solution and rapidly aggregated, do not require the use of large laboratory equipment such as high-speed centrifuges, are versatile, and can be biotin-mediated. can be linked to selective purification media (e.g., avidin, affinity proteins, polypeptide/protein tags, etc.) and, generally, on a large scale, proteins (including but not limited to antibody-based substances), etc. It can be used for separation and purification of target substances.
Description
本出願は出願日が2019年11月30日である中国特許出願201911209156X及び出願日が2020年04月28日である中国特許出願2020103469030の優先権を主張する。本願は上記中国特許出願の全文を引用する。 This application claims priority from Chinese Patent Application No. 201911209156X with filing date of November 30, 2019 and Chinese Patent Application No. 2020103469030 with filing date of April 28, 2020. The present application cites the full text of the above Chinese patent application.
本発明は生化学の技術分野に属し、具体的には、生体磁性マイクロスフェアとその製造方法及び使用に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention belongs to the technical field of biochemistry, and specifically relates to biomagnetic microspheres and methods for their preparation and use.
タンパク質(抗体、抗体断片又はその融合タンパク質を含むがそれらに限定されない)の分離精製は、生物薬製造プロセスにおける重要な下流工程であり、分離精製の効果及び効率はタンパク質薬物の品質及び生産コストに直接影響する。タンパク質精製に対して、精製カラムや精製マイクロスフェア担体として、アガロースゲルなどの材料が一般的に使用される。従来技術において、抗体系物質(例えば抗体分子、抗体断片又はその融合タンパク質)に対する分離精製は、生産技術者は主にプロテインA(略称:Protein A)親和吸着カラムで発酵液又は反応液中の抗体分子を分離精製する。プロテインAカラムでは、担体に固定されたプロテインAが抗体分子Fc端の特異部位と特異的に結合することにより、抗体を溶液から特異的に効率よく分離することを実現する。現在一般的に使用されるプロテインAカラムにおける担体も主にアガロースゲルなどの材料を採用する。 Separation and purification of proteins (including but not limited to antibodies, antibody fragments or fusion proteins thereof) is an important downstream step in the biopharmaceutical manufacturing process, and the efficiency and efficiency of separation and purification affect the quality and production cost of protein drugs. directly affect. Materials such as agarose gels are commonly used as purification columns and purification microsphere carriers for protein purification. In the prior art, the separation and purification of antibody-based substances (e.g., antibody molecules, antibody fragments, or fusion proteins thereof) are mainly performed by production engineers using protein A (abbreviation: Protein A) affinity adsorption columns to extract antibodies in fermentation solutions or reaction solutions. Separate and purify molecules. In the protein A column, the protein A immobilized on the carrier specifically binds to the specific site at the Fc end of the antibody molecule, thereby realizing specific and efficient separation of the antibody from the solution. Materials such as agarose gel are also mainly used as carriers in protein A columns that are generally used at present.
ゲル系材料の三次元多孔質構造は材料の比表面積を向上させることに有利であり、それにより精製媒体(例えば固定されたプロテインA)を結合できる部位を増加させ、標的タンパク質(抗体を含む)に対する特異的結合量を向上させる。担体材料の三次元多孔質構造はタンパク質(抗体を含む)結合部位の数を大幅に向上させることができるが、担体内部の多孔質構造はタンパク質が溶出する時にタンパク質の滞留時間を増加させ、担体内部のいくつかの不連続空間又は死角はタンパク質が材料内部から溶出することを阻害し、滞留割合を増加させる。タンパク質と結合する部位を担体の外表面のみに固定すると、タンパク質生成物が材料の内部に入ることを回避し、溶出時のタンパク質の滞留時間及び滞留割合を大幅に減少させることができるが、担体の外表面のみを利用すると、担体の比表面積が大幅に低下し、タンパク質の結合部位数が大幅に低下し、精製効率が低下する。 The three-dimensional porous structure of the gel-based material is advantageous in increasing the specific surface area of the material, thereby increasing the sites that can bind purification media (e.g., immobilized protein A) and target proteins (including antibodies). increase the amount of specific binding to The three-dimensional porous structure of the carrier material can greatly improve the number of protein (including antibody) binding sites, but the porous structure inside the carrier increases the retention time of the protein when the protein elutes, and the carrier Some discontinuous spaces or blind spots inside prevent proteins from eluting from inside the material and increase the retention rate. Immobilization of the protein-binding site only on the outer surface of the carrier can avoid the protein product from entering the interior of the material and can greatly reduce the retention time and retention rate of the protein during elution. If only the outer surface of the carrier is used, the specific surface area of the carrier is greatly reduced, the number of protein binding sites is greatly reduced, and the purification efficiency is reduced.
ポリマーは高分子化合物であり、モノマー分子を重合することにより形成することができる。活性部位を有するモノマー分子を用いて重合を行い、重合生成物は大量の活性部位を大量に含むことができ、活性部位の数を大幅に向上させ、これらの活性部位により、さらに対応する結合部位を形成し又は導入することができる。ポリマーの種類及び構造は様々であり、分子鎖が互いに架橋して形成した網状構造を有し、単一の線状分子鎖の線状構造を有し、複数の分岐鎖を有する分岐構造(例えば分岐型、ツリー状、櫛状、ハイパーブランチ構造などの構造)を有し、異なる構造タイプのポリマーは異なる分野においてそれぞれ広く使用される。 Polymers are macromolecular compounds and can be formed by polymerizing monomer molecules. Polymerization is carried out using monomer molecules with active sites, and the polymerized product can contain a large number of active sites, greatly increasing the number of active sites, and these active sites provide additional corresponding binding sites. can be formed or introduced. Polymers have various types and structures, and have a network structure formed by cross-linking molecular chains with each other, have a linear structure of a single linear molecular chain, and have a branched structure with a plurality of branched chains (e.g. structures such as branched, tree-like, comb-like, and hyperbranched structures), and polymers with different structural types are widely used in different fields, respectively.
従来技術において、タンパク質分離精製に用いられる精製カラムでは、主に共有結合方式を用いて精製媒体を固定する。プロテインAを精製媒体とし、抗体系物質を精製するためのプロテインAカラムを例とし、抗体、抗体断片、又はその融合タンパク質などの分離精製に用いられるプロテインAカラムにおいては、主に共有結合方式を用いてプロテインAを固定し、C末端のシステインによってプロテインAを担体に共有結合する。共有結合方式は精製媒体(例えばプロテインA)が担体に強固に固定されることを保証することができるが、精製カラム(例えばプロテインAカラム)を複数回使用した後、精製媒体(例えばプロテインA)の結合性能が低下し、精製効果が低下する。そのため、比較的高い精製効率及び品質を保証するために、操作者は親和性クロマトグラフィーカラムにおけるフィラーを全部交換する必要があり、当該過程は消耗品の使用量が大きいだけでなく、且つ大量の人工及び時間を消耗し、精製コストが高いことを引き起こす。 In the prior art, purification columns used for protein separation and purification mainly use a covalent bond method to immobilize purification media. Protein A columns for purifying antibody-based substances using protein A as a purification medium are examples. Protein A columns used for separating and purifying antibodies, antibody fragments, fusion proteins thereof, etc., mainly employ a covalent bonding method. is used to immobilize protein A, and the C-terminal cysteine covalently binds protein A to the carrier. Although the covalent attachment method can ensure that the purification medium (e.g. protein A) is firmly fixed to the support, after multiple uses of the purification column (e.g. protein A column), the purification medium (e.g. protein A) The binding performance of is reduced and the purification effect is reduced. Therefore, in order to ensure relatively high purification efficiency and quality, the operator needs to replace all the fillers in the affinity chromatography column. It is labor and time consuming and causes high purification costs.
本発明は生体磁性マイクロスフェアを提供し、標的物質、特にタンパク質系物質(抗体系タンパク質を含むがそれらに限定されない)の分離・精製に用いることができ、ハイスループットで標的物質を結合することができるだけでなく、溶出時の標的物質の滞留割合を効果的に低減することができ、さらに精製媒体(例えばアフィニティタンパク質)を便利に交換することができ、高速、ハイスループット、再利用、再生使用可能である特徴を有し、さらに標的物質の精製コストを大幅に低減することができる。例えば、アフィニティタンパク質を精製媒体として用いる場合、抗体系タンパク質の精製コストを大幅に低減することができる。 The present invention provides biomagnetic microspheres, which can be used to separate and purify target substances, particularly protein-based substances (including but not limited to antibody-based proteins), and can bind target substances in high throughput. Not only can the retention rate of target substances during elution be effectively reduced, purification media (e.g. affinity proteins) can be conveniently exchanged, and it is fast, high-throughput, reusable, and reusable. and can greatly reduce the purification cost of the target substance. For example, when affinity proteins are used as purification media, purification costs for antibody-based proteins can be greatly reduced.
1.本発明の第1の態様は、生体磁性マイクロスフェアを提供し、前記生体磁性マイクロスフェアは、磁性マイクロスフェア本体を含み、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、少なくとも1種の線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、ビオチン又はビオチン類似体が連結されている。前記ビオチン又はビオチン類似体は、精製媒体とすることができるだけでなく、連結要素としてさらに他のタイプの精製媒体と連結することもできる。 1. A first aspect of the present invention provides biomagnetic microspheres, said biomagnetic microspheres comprising a magnetic microsphere body, the outer surface of said magnetic microsphere body having at least one linear backbone and a polymer having a branched chain, one end of the linear main chain is fixed to the outer surface of the magnetic microsphere body, the other end of the polymer is free from the outer surface of the magnetic microsphere body, and the biomagnetic microsphere Biotin or biotin analogues are linked to the branched ends of the polymer. Said biotin or biotin analogue can not only serve as a purification medium, but can also be linked as a linking element to still other types of purification media.
前記生体磁性マイクロスフェアは、ビオチン磁性マイクロスフェア又はビオチン磁気ビーズとも呼ばれる。 Said biomagnetic microspheres are also called biotin magnetic microspheres or biotin magnetic beads.
前記「~に固定」とは、前記線状主鎖が共有結合の方式で磁性マイクロスフェア本体の外表面「に固定される」ことを指す。 The term "anchored to" refers to the linear backbone being "anchored to" the outer surface of the magnetic microsphere body in a covalent manner.
さらに、前記線状主鎖は直接方式で前記磁性マイクロスフェア本体の外表面に共有結合的に固定され、又は連結基(連結要素)を介して間接方式で前記磁性マイクロスフェア本体の外表面に共有結合的に固定される。 In addition, the linear main chain is covalently fixed to the outer surface of the magnetic microsphere body in a direct manner, or shared on the outer surface of the magnetic microsphere body in an indirect manner via a linking group (linking element). Cohesively fixed.
さらに、前記ポリマーの分岐鎖の数は複数であり、好ましくは、少なくとも3つである。
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体のサイズは、0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm、0.35μm、0.4μm、0.45μm、0.5μm、0.55μm、0.6μm、0.65μm、0.7μm、0.75μm、0.8μm、0.85μm、0.9μm、0.95μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μmのいずれか一つの粒子径スケール又はいずれか2つの粒子径スケールの間の範囲から選択され、前記直径サイズとは平均値である。
Furthermore, the number of branched chains in the polymer is plural, preferably at least three.
In one preferred form, the size of the magnetic microsphere body is 0.1 μm, 0.15 μm, 0.2 μm, 0.25 μm, 0.3 μm, 0.35 μm, 0.4 μm, 0.45 μm, 0.5 μm, 0.55 μm, 0.6 μm, 0.65 μm, 0.7 μm, 0.75 μm, 0.8 μm, 0.85 μm, 0.9 μm, 0.95 μm, 1 μm, 1.5 μm, 2 μm, 2.5 μm, 3 μm, 3.5 μm, 4 μm, 4.5 μm, 5 μm, 5.5 μm, 6 μm, 6.5 μm, 7 μm, 7.5 μm, 8 μm, 8.5 μm, 9 μm, 9.5 μm, 10 μm, 15 μm, 20 μm, 25 μm, 30 μm, 35 μm, 40 μm, 45 μm, 50 μm, 55 μm, 60 μm, 65 μm, 70 μm, 75 μm, 80 μm, 85 μm, 90 μm, 95 μm, 100 μm, 150 μm, 200 μm, 250 μm, 300 μm, 350 μm, 400 μm, 450 μm, 500 μm, 600 μm, 600 μm, 600 μm, 650 μm, Any one particle size scale of 700 μm, 750 μm, 800 μm, 850 μm, 900 μm, 950 μm, 1000 μm or a range between any two particle size scales, said diameter size being an average value.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.1~10μmから選択される。 In one preferred form, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 0.1 to 10 μm.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.2~6μmから選択される。 In one preferred form, the diameter of the magnetic microsphere bodies is selected from 0.2 to 6 μm.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.4~5μmから選択される。 In one preferred form, the diameter of the magnetic microsphere bodies is selected from 0.4 to 5 μm.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.5~3μmから選択される。 In one preferred form, the diameter of the magnetic microsphere bodies is selected from 0.5 to 3 μm.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.2~1μmから選択される。 In one preferred form, the diameter of the magnetic microsphere bodies is selected from 0.2 to 1 μm.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.5~1μmから選択される。 In one preferred form, the diameter of the magnetic microsphere bodies is selected from 0.5 to 1 μm.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は1μm~1mmから選択される。 In one preferred form, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 1 μm to 1 mm.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、950nm、1000nmであり、偏差は±20%であり、より好ましくは±10%である。 In one preferred form, the magnetic microsphere body has a diameter of 200 nm, 250 nm, 300 nm, 350 nm, 400 nm, 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, 750 nm, 800 nm, 850 nm, 900 nm, 950 nm, 1000 nm, The deviation is ±20%, more preferably ±10%.
好ましい一形態では、前記ポリマーの主鎖は、ポリオレフィン主鎖、又はアクリル系ポリマー主鎖である。前記アクリル系ポリマーの定義については、「名詞及び用語」の部分を参照されたい。好ましい一形態では、前記ポリオレフィン主鎖は、同時にアクリル系ポリマー主鎖である(即ち、前記ポリマーの線状主鎖は、ポリオレフィン主鎖であり、且つアクリル系ポリマーの主鎖から提供される)。 In one preferred form, the backbone of the polymer is a polyolefin backbone or an acrylic polymer backbone. See the "Nouns and Terminology" section for definitions of said acrylic polymers. In one preferred form, the polyolefin backbone is at the same time an acrylic polymer backbone (ie the linear backbone of the polymer is both a polyolefin backbone and provided from an acrylic polymer backbone).
好ましい一形態では、前記アクリル系ポリマーのモノマー単位が、好ましくはアクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステルなどのアクリル系モノマー分子のいずれの一つか、又はそれらの組み合わせから選択される。前記アクリル系ポリマーは、上記モノマーのいずれかを重合することにより得られてもよく、上記モノマーの対応する組み合わせを共重合することにより得られてもよい。 In a preferred embodiment, the monomer unit of the acrylic polymer is preferably any one of acrylic monomer molecules such as acrylic acid, acrylate, acrylic acid ester, methacrylic acid, methacrylate, and methacrylic acid ester, or selected from a combination thereof. Said acrylic polymer may be obtained by polymerizing any of the above monomers, or may be obtained by copolymerizing the corresponding combination of the above monomers.
好ましい一形態では、前記ポリマーの分岐鎖は、官能基に基づく共有結合によってビオチン又はビオチン類似体に共有結合し、ビオチン又はビオチン類似体をポリマーの分岐鎖末端に共有結合する。生体磁性マイクロスフェアの外表面におけるポリマー分子の分岐鎖に含まれる官能基とビオチン又はビオチン類似体との共有結合反応により得ることができる。ここで、前記官能基の好ましい一実施形態は特異的結合部位(定義は具体的な実施形態の「名詞と用語」の部分を参照)である。 In one preferred form, the branched chains of the polymer are covalently attached to biotin or biotin analogues by functional group-based covalent bonds, covalently attaching biotin or biotin analogues to the branched ends of the polymer. It can be obtained by covalent reaction of biotin or biotin analogues with functional groups contained in branched chains of polymer molecules on the outer surface of biomagnetic microspheres. Here, one preferred embodiment of said functional group is a specific binding site (see "Nouns and Terms" section of specific embodiments for definition).
前記官能基に基づく共有結合とは、官能基が共有結合に関与することによって形成される共有結合を意味する。好ましくは、前記官能基は、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基の塩形態、アミノ基の塩形態、ギ酸エステル基、又は前記官能基の組み合わせである。前記カルボキシル基の塩形態の好ましい一形態は、ナトリウム塩形式であり、例えばCOONaであり、前記アミノ基の塩形態の好ましい形態は、無機塩形態であってもよく、有機塩形態であってもよく、塩酸塩、フッ化水素酸塩などの形態を含むがこれらに限定されない。前記「官能基の組み合わせ」とは、一つの磁性マイクロスフェアの外表面の全てのポリマー分子の全ての分岐鎖を指し、異なる官能基の関与に基づいて共有結合を形成することができる。ビオチンを例とし、即ち一つのビオチン磁性マイクロスフェアの外表面の全てのビオチン分子はそれぞれ異なる官能基と共有結合することができるが、一つのビオチン分子は一つの官能基のみと連結することができる。 The covalent bond based on the functional group means a covalent bond formed by participating in the covalent bond of the functional group. Preferably, said functional group is a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, a mercapto group, a salt form of a carboxyl group, a salt form of an amino group, a formate group, or a combination of said functional groups. A preferred salt form of the carboxyl group is a sodium salt form, for example, COONa, and a preferred salt form of the amino group may be an inorganic salt form or an organic salt form. Often include, but are not limited to, hydrochloride, hydrofluoride, and like forms. The "combination of functional groups" refers to all branched chains of all polymer molecules on the outer surface of one magnetic microsphere, which can form covalent bonds based on the involvement of different functional groups. Taking biotin as an example, all biotin molecules on the outer surface of one biotin magnetic microsphere can covalently bond with different functional groups, but one biotin molecule can only link with one functional group. .
好ましい一形態では、前記ポリマーの線状主鎖は、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面に直接的に、又は連結基を介して間接的に共有結合している。 In one preferred form, the linear backbone of the polymer is covalently attached to the outer surface of the magnetic microsphere body either directly or indirectly via a linking group.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体は、SiO2で被覆された磁性材料である。代わりに、SiO2は自身で活性部位を有するシランカップリング剤であってもよい。 In one preferred form, said magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO2 . Alternatively, SiO2 may itself be a silane coupling agent with active sites.
好ましい一形態では、前記磁性材料は、鉄酸化物、鉄化合物、鉄合金、コバルト化合物、コバルト合金、ニッケル化合物、ニッケル合金、マンガン酸化物、マンガン合金のいずれか、又は組み合わせから選択される。 In one preferred form, the magnetic material is selected from iron oxides, iron compounds, iron alloys, cobalt compounds, cobalt alloys, nickel compounds, nickel alloys, manganese oxides, manganese alloys, or a combination thereof.
さらに、好ましくはFe3O4、γ-Fe2O3、窒化鉄、Mn3O4、FeCrMo、FeAlC、AlNiCo、FeCrCo、ReCo、ReFe、PtCo、MnAlC、CuNiFe、AlMnAg、MnBi、FeNiMo)、FeSi、FeAl、FeSiAl、MO・6Fe2O3、GdOのいずれか一つ、又はそれらの組み合わせであり、ここで、前記Reは希土類元素であり、前記MはBa、Sr、Pbであり、即ち、前記MO・6Fe2O3はBaO・6Fe2O3、SrO・6Fe2O3又はPbO・6Fe2O3である。 Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 , iron nitride, Mn 3 O 4 , FeCrMo, FeAlC, AlNiCo, FeCrCo, ReCo, ReFe, PtCo, MnAlC, CuNiFe, AlMnAg, MnBi, FeNiMo), FeSi , FeAl, FeSiAl , MO.6Fe2O3 , GdO, or a combination thereof, wherein Re is a rare earth element and M is Ba, Sr, Pb, i.e., The MO.6Fe2O3 is BaO.6Fe2O3 , SrO.6Fe2O3 or PbO.6Fe2O3 .
2.本発明の第2の態様は生体磁性マイクロスフェアを提供し、本発明の第1の態様で提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、前記ビオチン又はビオチン類似体は連結要素としてさらに精製媒体に連結している。即ち、前記ポリマーの分岐鎖末端は、連結要素を介して精製媒体に連結しており、且つ前記連結要素は、前記ビオチン又はビオチン類似体を含む。 2. A second aspect of the present invention provides biomagnetic microspheres, and based on said biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the present invention, said biotin or biotin analogue is further added as a linking element to a purification medium. are connected. That is, the branched ends of the polymer are linked to the purification medium via a linking element, and the linking element comprises the biotin or biotin analogue.
前記精製媒体は、アビジン型タグ、ポリペプチド型タグ、タンパク質型タグ、抗体型タグ、抗原型タグ、又はそれらの組み合わせを含有してもよいが、これらに限定されない。 The purification media may contain, but are not limited to, avidin-type tags, polypeptide-type tags, protein-type tags, antibody-type tags, antigen-type tags, or combinations thereof.
好ましい一形態では、前記アビジン型タグは、アビジン、ビオチンと結合可能なアビジン類似体、ビオチン類似体と結合可能なアビジン類似体、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, the avidin-type tag is avidin, an avidin analogue capable of binding to biotin, an avidin analogue capable of binding to a biotin analogue, or a combination thereof.
好ましい一形態では、前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端にはビオチンが連結されており、前記精製媒体はアビジンであり、且つ前記アビジンとの間でアフィニティ複合体の結合作用を形成する。 In one preferred form, biotin is linked to the branched ends of the polymers of the biomagnetic microspheres, the purification medium is avidin, and forms an affinity complex binding action with the avidin.
前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体、又はそれらの組み合わせであってもよいが、これらに限定されない。 The avidin may be, but is not limited to, streptavidin, modified streptavidin, streptavidin analogs, or combinations thereof.
好ましい一形態では、前記ポリペプチド型タグは、CBPタグ、ヒスチジンタグ、C-Mycタグ、FLAGタグ、Spotタグ、Cタグ、Aviタグ、Stregタグ、WRHPQFGG配列を含むタグ、WRHPQFGGの変体配列を含むタグ、RKAAVSHW配列を含むタグ、RKAAVSHWの変体配列を含むタグ、又はそれらの組み合わせのいずれか一つのタグ又はその変体から選択される。前記Stregタグは、WSHPQFEK及びその変体を含む。 In a preferred embodiment, the polypeptide tag includes a CBP tag, a histidine tag, a C-Myc tag, a FLAG tag, a Spot tag, a C tag, an Avi tag, a Streg tag, a tag containing a WRHPQFGG sequence, and a variant sequence of WRHPQFGG. tags, tags comprising RKAAVSHW sequences, tags comprising variant sequences of RKAAVSHW, or combinations thereof, or variants thereof. The Streg tags include WSHPQFEK and variants thereof.
好ましい一形態では、前記タンパク質型タグは、アフィニティタンパク質、SUMOタグ、GSTタグ、MBPタグ、及びそれらの組み合わせいずれかのタグ又はその変体から選択される。 In one preferred form, said protein type tag is selected from affinity proteins, SUMO tags, GST tags, MBP tags and any combination thereof or variants thereof.
好ましい一形態では、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインL、又はそれらの組み合わせから選択される。 In one preferred form, the affinity protein is selected from protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G, denatured protein L, or combinations thereof.
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、抗体、抗体の断片、抗体の一本鎖、一本鎖の断片、抗体融合タンパク質、抗体断片の融合タンパク質のいずれか、いずれかの誘導体、又はいずれかの変体である。 In a preferred embodiment, the antibody-based tag is an antibody, antibody fragment, antibody single chain, single chain fragment, antibody fusion protein, antibody fragment fusion protein, derivative of any, or any of is a variant of
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、抗タンパク質抗体である。
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、抗蛍光タンパク質抗体である。
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、ナノ抗体である。
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、抗タンパク質のナノ抗体である。
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、抗蛍光タンパク質のナノ抗体である。
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、抗緑色蛍光タンパク質又はその変異体のナノ抗体である。
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、Fc断片である。
In one preferred form, the antibody-based tag is an anti-protein antibody.
In one preferred form, the antibody-based tag is an anti-fluorescent protein antibody.
In one preferred form, the antibody-based tag is a nanobody.
In one preferred form, the antibody-based tag is an anti-protein nanobody.
In one preferred form, the antibody-based tag is an anti-fluorescent protein nanobody.
In one preferred form, the antibody-based tag is an anti-green fluorescent protein or variant nanobody.
In one preferred form, the antibody-based tag is an Fc fragment.
前記精製媒体と前記ビオチン又は前記ビオチン類似体との連結方式は、共有結合、非共有結合(例えば、超分子相互作用)、連結要素、又はそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。 Modes of linkage between the purification medium and the biotin or biotin analog include, but are not limited to, covalent bonds, non-covalent bonds (eg, supramolecular interactions), linking elements, or combinations thereof.
好ましい一形態では、前記共有結合は、動的共有結合であり、さらに好ましくは、前記動的共有結合は、イミン結合、アシルヒドラゾン結合、ジスルフィド結合、又はそれらの組み合わせを含む。 In one preferred form, the covalent bond is a dynamic covalent bond, more preferably the dynamic covalent bond comprises an imine bond, an acylhydrazone bond, a disulfide bond, or a combination thereof.
好ましい一形態では、前記超分子相互作用は、配位結合、アフィニティ複合体相互作用、静電吸着、水素結合、π-πオーバーラップ作用、疎水性相互作用、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, said supramolecular interactions are coordinate bonds, affinity complex interactions, electrostatic adsorption, hydrogen bonding, π-π overlap interactions, hydrophobic interactions, or combinations thereof.
前記生体磁性マイクロスフェアの好ましい一形態では、前記精製媒体は、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される。 In one preferred form of the biomagnetic microspheres, the purification media are linked to the branched ends of the polymer by linking elements comprising affinity complexes.
好ましい一形態では、前記アフィニティ複合体相互作用は、ビオチン-アビジン相互作用、ビオチン類似体-アビジン相互作用、ビオチン-アビジン類似体相互作用、ビオチン類似体-アビジン類似体相互作用から選択される。 In one preferred form, said affinity complex interaction is selected from biotin-avidin interaction, biotin analogue-avidin interaction, biotin-avidin analogue interaction, biotin analogue-avidin analogue interaction.
好ましい一形態では、前記ビオチン又はビオチン類似体は、アフィニティ複合体作用によってアビジン又はアビジン類似体に結合し、前記精製媒体は、前記アビジン又はアビジン類似体に直接又は間接的に結合する。 In one preferred form, said biotin or biotin analogue is bound to avidin or an avidin analogue by affinity complexing and said purification medium is bound directly or indirectly to said avidin or avidin analogue.
好ましい一形態では、前記精製媒体は、アビジン型タグ-精製媒体共有結合複合体によって前記ポリマーの分岐鎖末端のビオチン又はビオチン類似体に連結し、アビジン型タグによって前記ビオチン又はビオチン類似体との間にアフィニティ複合体の連結要素を形成し、さらに好ましい一形態では、前記精製媒体は、アビジン-精製媒体共有結合複合体によって、前記ポリマーの分岐鎖末端のビオチン又はビオチン類似体と、アフィニティ複合体の連結要素を形成する。 In one preferred form, the purification medium is linked to biotin or a biotin analogue at the branched end of the polymer by an avidin-type tag-purification medium covalent complex, and is linked to the biotin or biotin analogue by an avidin-type tag. form the linking member of the affinity complex, and in a further preferred form, the purification medium binds biotin or a biotin analog at the branched chain end of the polymer to the affinity complex by means of an avidin-purification medium covalent complex. Form a connecting element.
3.本発明の第3の態様は生体磁性マイクロスフェアを提供し、本発明の第1の態様により提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、さらに、前記ビオチン又はビオチン類似体は連結要素として、さらにアフィニティ複合体結合作用によってアビジン又はアビジン類似体に連結されている。 3. A third aspect of the invention provides biomagnetic microspheres, based on said biomagnetic microspheres provided by the first aspect of the invention, further comprising said biotin or biotin analogue as a linking member, further comprising: It is linked to avidin or an avidin analogue by an affinity complex binding activity.
前記生体磁性マイクロスフェアは、アビジン磁性マイクロスフェア又はアビジン磁気ビーズとも呼ばれる。 Said biomagnetic microspheres are also called avidin magnetic microspheres or avidin magnetic beads.
前記アビジン又はアビジン類似体は、精製媒体とすることができるだけでなく、連結要素としてさらに他のタイプの精製媒体と連結することもできる。ここで、前記ビオチン又はビオチン類似体と前記アビジン又はアビジン類似体との間にアフィニティ複合体の結合作用を形成する。 Said avidin or avidin analogue can not only serve as a purification medium, but can also be linked with other types of purification media as a linking element. An affinity complex binding is now formed between said biotin or biotin analogue and said avidin or avidin analogue.
好ましい一形態では、本発明の第1の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、さらに、前記ビオチンに結合するアビジンを含む。ここで、ビオチンとアビジンとの間にアフィニティ複合体の結合作用を形成する。即ち、前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端にはビオチンが連結されており、前記精製媒体はアビジンであり、且つ前記アビジンとの間でアフィニティ複合体の結合作用を形成する。 In one preferred form, based on said biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the invention, it further comprises avidin binding to said biotin. An affinity complex binding is now formed between biotin and avidin. That is, biotin is linked to the branched ends of the polymers of the biomagnetic microspheres, the purification medium is avidin, and forms an affinity complex with the avidin.
好ましい一形態では、前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体のいずれか1個、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, the avidin is any one of streptavidin, modified streptavidin, streptavidin analogues, or a combination thereof.
4.本発明の第4の態様は生体磁性マイクロスフェアを提供し、本発明の第3の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、さらに、前記アビジン又はアビジン類似体に連結しているアフィニティタンパク質を含む。このとき、ビオチン又はビオチン類似体、アビジン又はアビジン類似体は、いずれも連結要素として両者の間にアフィニティ複合体の結合作用を形成し、前記アフィニティタンパク質は、精製媒体とすることができるだけでなく、連結要素とすることもでき、好ましくは精製媒体とする。 4. A fourth aspect of the invention provides biomagnetic microspheres, based on said biomagnetic microspheres provided in the third aspect of the invention, further comprising affinity linked to said avidin or avidin analogue. Contains protein. At this time, biotin or a biotin analogue and avidin or an avidin analogue form a binding action of an affinity complex between them as linking elements, and the affinity protein can not only serve as a purification medium, It can also be a connecting element, preferably a purification medium.
前記生体磁性マイクロスフェアは、アフィニティタンパク質磁性マイクロスフェア又はアフィニティタンパク質磁気ビーズとも呼ばれる。 Said biomagnetic microspheres are also called affinity protein magnetic microspheres or affinity protein magnetic beads.
好ましい一形態では、本発明の第2の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、前記精製媒体はアフィニティタンパク質であり、前記生体磁性マイクロスフェアはさらに前記アフィニティタンパク質に連結されているアビジンと、前記アビジンに結合されているビオチンとを含み、前記ビオチンは前記ポリマーの分岐鎖に連結されており、ここで、精製媒体は連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖に連結し、前記連結要素にはビオチンとアビジンとによって形成されたアフィニティ複合体が含まれる。 In one preferred form, based on said biomagnetic microspheres provided in the second aspect of the present invention, said purification medium is an affinity protein, said biomagnetic microspheres further comprising avidin linked to said affinity protein. and biotin attached to said avidin, wherein said biotin is linked to said branch of said polymer, wherein said purification medium is linked to said branch of said polymer by a linking element, and contains the affinity complex formed by biotin and avidin.
好ましい一形態では、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインLのいずれか1個、又はそれらの変性タンパク質である。 In a preferred embodiment, the affinity protein is any one of protein A, protein G, protein L, or denatured proteins thereof.
5.本発明の第5の態様は、本発明の第1の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアの製造方法(図3を参照)を提供し、当該方法は下記のステップを含む。 5. A fifth aspect of the invention provides a method (see FIG. 3) of manufacturing said biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the invention, said method comprising the following steps.
(1)磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行い、アミノ基を磁性マイクロスフェア本体の外表面に導入して、アミノ基修飾磁性マイクロスフェアAを形成させ、前記磁性マイクロスフェア本体がSiO2で被覆された磁性材料である場合、前記カップリング剤は、好ましくはアミノ化シランカップリング剤である。 (1) The magnetic microsphere body is chemically modified, amino groups are introduced into the outer surface of the magnetic microsphere body to form amino group-modified magnetic microspheres A, and the magnetic microsphere body is made of SiO2 . In the case of coated magnetic materials, the coupling agent is preferably an aminated silane coupling agent.
好ましい一形態では、カップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行う。 In one preferred form, the magnetic microsphere bodies are chemically modified using a coupling agent.
前記磁性マイクロスフェア本体がSiO2で被覆された磁性材料である場合、シランカップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行うことができる。前記シランカップリング剤は、好ましくはアミノ化シランカップリング剤である。 When the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO 2 , a silane coupling agent can be used to chemically modify the magnetic microsphere body. Said silane coupling agent is preferably an aminated silane coupling agent.
(2)カルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用してアクリル酸分子を前記磁性マイクロスフェアAの外表面に共有結合的にカップリングさせ、炭素-炭素二重結合を導入して、炭素-炭素二重結合含有磁性マイクロスフェアBを形成させる。 (2) covalently coupling an acrylic acid molecule to the outer surface of the magnetic microsphere A using a covalent reaction between a carboxyl group and an amino group to introduce a carbon-carbon double bond; , to form magnetic microspheres B containing carbon-carbon double bonds.
(3)架橋剤を加えない条件で、炭素-炭素二重結合の重合反応を利用して、アクリル系モノマー分子(例えばアクリル酸ナトリウム)を重合させ、得られたアクリル系ポリマーは線状主鎖と官能基を含む分岐鎖とを有し、ポリマーは線状主鎖の一端によって磁性マイクロスフェアBの外表面に共有結合され、アクリル系ポリマー修飾磁性マイクロスフェアCを形成させる。 (3) Polymerizing an acrylic monomer molecule (for example, sodium acrylate) using a carbon-carbon double bond polymerization reaction without adding a cross-linking agent, and the resulting acrylic polymer has a linear main chain. and a branched chain containing a functional group, the polymer is covalently bonded to the outer surface of the magnetic microsphere B by one end of the linear backbone to form the acrylic polymer-modified magnetic microsphere C.
前記アクリル系モノマー分子、ポリマー分岐鎖の官能基の定義については、「名詞及び用語」の部分を参照されたい。 See the "Nouns and Terminology" section for definitions of the functional groups of the acrylic monomer molecules and polymer branches.
好ましくは、前記官能基は、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、メルカプト基、ギ酸塩、アンモニウム、カルボキシル基の塩形態、アミノ基の塩形態、ギ酸エステル基、又は前記官能基の組み合わせである。前記「官能基の組み合わせ」とは、一つの磁性マイクロスフェアの外表面の全てのポリマーの全ての分岐鎖に含まれる官能基を指し、その種類は、1種又は1種以上であってもよい。第1の形態で定義された「官能基の組み合わせ」の意味とは合致する。 Preferably, said functional group is a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, a mercapto group, a formate, ammonium, a salt form of a carboxyl group, a salt form of an amino group, a formate group, or a combination of said functional groups. The "combination of functional groups" refers to functional groups contained in all branched chains of all polymers on the outer surface of one magnetic microsphere, and the types thereof may be one or more. . It matches the meaning of "combination of functional groups" defined in the first mode.
また好ましくは、前記官能基は特異的結合部位である。 Also preferably, said functional group is a specific binding site.
(4)前記ポリマーの分岐鎖に含まれる官能基により、ビオチン又はビオチン類似体をポリマーの分岐鎖末端に共有結合的にカップリングさせて、ビオチン又はビオチン類似体に結合された生体磁性マイクロスフェアD(ビオチン磁性マイクロスフェア)を得る。 (4) biomagnetic microspheres D attached to biotin or biotin analogues by covalently coupling biotin or biotin analogues to the branched ends of the polymer via functional groups contained in the branched chains of the polymer; (biotin magnetic microspheres) are obtained.
6.本発明の第6の態様は、本発明の第2の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアの製造方法を提供し、当該方法は下記のステップを含む。 6. A sixth aspect of the present invention provides a method of manufacturing said biomagnetic microspheres provided in the second aspect of the present invention, said method comprising the following steps.
(i)請求項1に記載の前記生体磁性マイクロスフェアを提供するステップであって、第5の態様のステップ(1)から(4)で製造することができる。
(i) providing the biomagnetic microspheres of
(ii)精製媒体を前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端のビオチン又はビオチン類似体に連結させ、精製媒体が結合された生体磁性マイクロスフェアを得るステップ。 (ii) Linking a purification medium to biotin or a biotin analogue at the branched end of the polymer of said biomagnetic microspheres to obtain biomagnetic microspheres with bound purification medium.
7.本発明の第7の態様は、本発明の第2の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアの製造方法を提供し、当該方法は下記のステップを含む。 7. A seventh aspect of the present invention provides a method of manufacturing said biomagnetic microspheres provided in the second aspect of the present invention, said method comprising the following steps.
(i)請求項1に記載の前記生体磁性マイクロスフェアを提供するステップであって、第5の態様のステップ(1)から(4)で製造することができる。
(i) providing the biomagnetic microspheres of
(ii)アビジン又はアビジン類似体と精製媒体との共有結合複合体(例えば、アビジン-精製媒体共有結合複合体)を精製媒体提供用の原料として、それをポリマーの分岐鎖末端に結合させ、前記ビオチン又はビオチン類似体と前記アビジン又はアビジン類似体との間にアフィニティ複合体の結合作用を形成させて、精製媒体付き生体磁性マイクロスフェアを得るステップ。 (ii) a covalent complex of an avidin or avidin analogue with a purification medium (e.g., an avidin-purification medium covalent complex) as a starting material for providing a purification medium, attached to the branched ends of a polymer, said forming an affinity complex binding action between biotin or a biotin analogue and said avidin or avidin analogue to obtain biomagnetic microspheres with a purification medium.
独立して任意に、(6)磁石で生体磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、洗浄するステップを含む。 Optionally independently, (6) sedimenting the biomagnetic microspheres with a magnet, removing the liquid phase, and washing.
独立して任意に、前記精製媒体の交換を含み、前記アビジン又はアビジン類似体と精製媒体との共有結合複合体を交換することによって実現することができる。 Optionally, independently, it includes exchanging the purification medium, which can be achieved by exchanging the covalent complexes of the avidin or avidin analogue with the purification medium.
8.本発明の第8の態様は、本発明の第4の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアの製造方法(例として図3を参照)を提供し、当該方法は下記のステップを含む。 8. An eighth aspect of the invention provides a method of manufacturing the biomagnetic microspheres provided in the fourth aspect of the invention (see FIG. 3 for an example), the method comprising the following steps.
(1)磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行い、アミノ基を磁性マイクロスフェア本体の外表面に導入して、アミノ基修飾磁性マイクロスフェアAを形成させ、前記磁性マイクロスフェア本体がSiO2で被覆された磁性材料である場合、前記カップリング剤は、好ましくはアミノ化シランカップリング剤である。 (1) The magnetic microsphere body is chemically modified, amino groups are introduced into the outer surface of the magnetic microsphere body to form amino group-modified magnetic microspheres A, and the magnetic microsphere body is made of SiO2 . In the case of coated magnetic materials, the coupling agent is preferably an aminated silane coupling agent.
好ましい一形態では、カップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行う。 In one preferred form, the magnetic microsphere bodies are chemically modified using a coupling agent.
前記磁性マイクロスフェア本体がSiO2で被覆された磁性材料である場合、シランカップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行うことができる。このとき、前記シランカップリング剤は、好ましくはアミノ化シランカップリング剤である。 When the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO 2 , a silane coupling agent can be used to chemically modify the magnetic microsphere body. At this time, the silane coupling agent is preferably an aminated silane coupling agent.
(2)カルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用してアクリル酸分子を前記磁性マイクロスフェアAの外表面に共有結合的にカップリングさせ、炭素-炭素二重結合を導入して、炭素-炭素二重結合含有磁性マイクロスフェアBを形成させる。 (2) covalently coupling an acrylic acid molecule to the outer surface of the magnetic microsphere A using a covalent reaction between a carboxyl group and an amino group to introduce a carbon-carbon double bond; , to form magnetic microspheres B containing carbon-carbon double bonds.
(3)架橋剤を加えない条件で、炭素-炭素二重結合の重合反応を利用し、アクリル系モノマー分子(例えばアクリル酸ナトリウム)を重合させ、得られたアクリル系ポリマーは線状主鎖と官能基を含む分岐鎖とを有し、ポリマーは線状主鎖の一端によって磁性マイクロスフェアBの外表面に共有結合され、アクリル系ポリマー修飾磁性マイクロスフェアCを形成する。 (3) Polymerize acrylic monomer molecules (for example, sodium acrylate) using a carbon-carbon double bond polymerization reaction without adding a cross-linking agent, and the resulting acrylic polymer has a linear main chain and The polymer is covalently bonded to the outer surface of the magnetic microsphere B by one end of the linear backbone to form the acrylic polymer-modified magnetic microsphere C.
前記官能基の好ましい一実施形態は、特異的結合部位である。 A preferred embodiment of said functional group is a specific binding site.
前記官能基の他の好ましい形態は、上記第1の態様と合致する。 Other preferred forms of said functional groups are consistent with the first aspect above.
(4)前記ポリマーの分岐鎖に含まれる官能基により、ビオチンを共有結合的にカップリングさせて、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアD(ビオチン磁性マイクロスフェア)を得る。 (4) Biotin is covalently coupled to the functional groups contained in the branched chains of the polymer to obtain biotin-modified biomagnetic microspheres D (biotin magnetic microspheres).
(5)ビオチンとアビジンとの特異的結合作用によって、アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eをポリマーの分岐鎖末端に結合させ、ビオチンとアビジンとの間にアフィニティ複合体の結合作用を形成させて、生体磁性マイクロスフェアFを得る(前記生体磁性マイクロスフェアFは、アフィニティタンパク質に結合するため、アフィニティタンパク質磁性マイクロスフェアである)。 (5) binding the avidin-affinity protein covalent complex E to the branched end of the polymer through the specific binding action of biotin and avidin to form the binding action of the affinity complex between biotin and avidin; , to obtain biomagnetic microspheres F (said biomagnetic microspheres F are affinity protein magnetic microspheres because they bind to affinity proteins).
独立して任意に、(6)磁石で生体磁性マイクロスフェアFを沈降させ、液相を除去し、洗浄するステップを含む。 Independently and optionally, (6) sedimenting the biomagnetic microspheres F with a magnet, removing the liquid phase, and washing.
さらに独立して任意に、(7)前記アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eを交換するステップを含む。 Further independently optionally, (7) exchanging said avidin-affinity protein covalent complex E.
9.本発明の第9の態様は、タンパク質系物質の分離・精製における本発明の第1から第4の態様に記載の前記生体磁性マイクロスフェアの使用を提供する。 9. A ninth aspect of the invention provides the use of said biomagnetic microspheres according to the first to fourth aspects of the invention in the separation and purification of proteinaceous substances.
好ましい一形態では、抗体系物質の分離・精製における前記生体磁性マイクロスフェアの使用である。 A preferred embodiment is the use of the biomagnetic microspheres in the separation and purification of antibody-based substances.
前記抗体系物質は、抗体、抗体断片のタンパク質類物質を指し、抗体、抗体断片、抗体融合タンパク質、抗体断片融合タンパク質を含むがこれらに限定されない。 The antibody-based substances refer to proteins of antibodies and antibody fragments, including, but not limited to, antibodies, antibody fragments, antibody fusion proteins, and antibody fragment fusion proteins.
前記精製媒体が、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される場合、前記使用はさらに選択的に生体磁性マイクロスフェアの再生使用を含み、即ち精製媒体の交換後再利用を含む。 When the purification medium is linked to the branched ends of the polymer by a linking element comprising an affinity complex, the use further optionally comprises the recycle use of the biomagnetic microspheres, i.e. reuse after exchange of the purification medium. including.
10.本発明の第10の態様は、生体磁性マイクロスフェアの抗体系物質の分離・精製における本発明の第1から第4の態様に記載の使用、特に抗体、抗体断片、抗体融合タンパク質、抗体断片融合タンパク質の分離・精製における使用を提供する。 10. A tenth aspect of the invention is the use according to the first to fourth aspects of the invention in the separation and purification of antibody-based substances of biomagnetic microspheres, in particular antibodies, antibody fragments, antibody fusion proteins, antibody fragment fusions. Use in protein separation and purification is provided.
前記精製媒体はアフィニティタンパク質である。 Said purification medium is an affinity protein.
好ましい一形態では、前記アフィニティタンパク質は、ビオチン-アビジン-アフィニティタンパク質の方式でポリマーの分岐鎖に連結する。 In one preferred form, the affinity protein is linked to the polymer branches in a biotin-avidin-affinity protein fashion.
前記アフィニティタンパク質が、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される場合(例えば、第4の態様に記載の生体磁性マイクロスフェア)、前記使用はさらに選択的に生体磁性マイクロスフェアの再生使用を含み、即ちアフィニティタンパク質の交換後再利用を含む。 Where said affinity protein is linked to the branched ends of said polymer by a linking element comprising an affinity complex (e.g. biomagnetic microspheres according to the fourth aspect), said use further optionally comprises biomagnetic microspheres. Includes recycling of spheres, ie recycling after exchange of affinity proteins.
11.本発明の第11の態様は、生体磁性マイクロスフェアを提供する。前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、少なくとも1種の線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、精製媒体が連結されており、前記精製媒体は、アビジン型タグ、ポリペプチド型タグ、タンパク質型タグ、抗体型タグ、抗原型タグ、又はそれらの組み合わせから選択される。 11. An eleventh aspect of the present invention provides biomagnetic microspheres. The outer surface of the magnetic microsphere main body has at least one type of polymer having a linear main chain and a branched chain, and one end of the linear main chain is fixed to the outer surface of the magnetic microsphere main body. The other end is free from the outer surface of the magnetic microsphere main body, and a purification medium is linked to the branched chain end of the polymer of the magnetic microsphere, and the purification medium is an avidin-type tag, a polypeptide-type tag, or a protein. A type tag, an antibody type tag, an antigen type tag, or a combination thereof.
好ましい一形態では、前記アビジン型タグは、アビジン、ビオチンと結合可能なアビジン類似体、ビオチン類似体と結合可能なアビジン類似体、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, the avidin-type tag is avidin, an avidin analogue capable of binding to biotin, an avidin analogue capable of binding to a biotin analogue, or a combination thereof.
好ましい一形態では、前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, the avidin is streptavidin, modified streptavidin, streptavidin analogs, or a combination thereof.
好ましい一形態では、前記ポリペプチド型タグは、CBPタグ、ヒスチジンタグ、C-Mycタグ、FLAGタグ、Spotタグ、Cタグ、Aviタグ、Stregタグ、WRHPQFGG配列を含むタグ、WRHPQFGGの変体配列を含むタグ、RKAAVSHW配列を含むタグ、RKAAVSHWの変体配列を含むタグ、又はそれらの組み合わせのいずれかのタグ及びその変体から選択される。前記Stregタグは、WSHPQFEK又はその変体を含む。 In a preferred embodiment, the polypeptide tag includes a CBP tag, a histidine tag, a C-Myc tag, a FLAG tag, a Spot tag, a C tag, an Avi tag, a Streg tag, a tag containing a WRHPQFGG sequence, and a variant sequence of WRHPQFGG. tags, tags containing RKAAVSHW sequences, tags containing variant sequences of RKAAVSHW, or any combination thereof and variants thereof. The Streg tag includes WSHPQFEK or variants thereof.
好ましい一形態では、前記タンパク質型タグは、アフィニティタンパク質、SUMOタグ、GSTタグ、MBPタグ、及びそれらの組み合わせのいずれかのタグ又はその変体から選択される。 In one preferred form, said protein type tag is selected from any of affinity proteins, SUMO tags, GST tags, MBP tags and combinations thereof or variants thereof.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、少なくとも1種の線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に共有結合的に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、アフィニティタンパク質が連結されている。 In a preferred embodiment, the outer surface of the main body of the magnetic microsphere has at least one type of polymer having a linear main chain and a branched chain, and one end of the main linear chain is attached to the outer surface of the main body of the magnetic microsphere. Covalently immobilized, the other end of the polymer is free from the outer surface of the magnetic microsphere body, and the affinity protein is linked to the branched chain end of the polymer of said magnetic microsphere.
好ましくは、さらに、前記アフィニティタンパク質とポリマーの線状主鎖との間の分岐鎖骨格にアフィニティ複合体の結合作用が存在する。 Preferably, there is also a binding function of the affinity complex on the branched backbone between said affinity protein and the linear backbone of the polymer.
より好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインL、又はそれらの組み合わせから選択される。 More preferably, said affinity protein is selected from protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G, denatured protein L, or combinations thereof.
本発明の主な利点及び積極的な効果は下記を含む。 The main advantages and positive effects of the invention include the following.
本発明の核心の一つは生体磁性マイクロスフェアの構造にあり、磁性マイクロスフェア本体の外表面に、線状主鎖含有ポリマー分子が共有結合的に固定され、これらのポリマー分子はさらに大量の機能化された分岐鎖を有し、前記機能化された分岐鎖に精製媒体(ビオチン、アビジン、アフィニティタンパク質、ポリペプチドタグ、タンパク質タグなどを含むがこれらに限定されない)が連結される。上記構造により、生体磁性マイクロスフェアの外表面に大量のポリマー線状主鎖側端に吊り下げられた精製媒体を提供して、従来の網状構造による高い滞留割合を回避するだけでなく、比表面積の制限を克服して大量の標的物質(例えば抗体)結合部位を提供することができる。ここで、精製媒体の種類は、精製する物質の種類に応じて選択することができる。精製媒体がアフィニティ複合体の形式で、非共有結合の強い相互作用によってポリマーの分岐鎖に連結される場合、さらに、精製媒体(例えばアフィニティタンパク質)とポリマー線状主鎖との間の分岐鎖骨格にはアフィニティ複合体の結合作用がさらに存在することができ、それによって精製媒体(例えば親タンパク質)は容易に交換できる。分離・精製される標的物質が抗体系タンパク質である場合、精製媒体は通常はアフィニティタンパク質である。磁性マイクロスフェアの製造及び原理部分の説明を結合して理解されたい。 One of the core of the present invention is the structure of the biomagnetic microspheres, in which linear backbone-containing polymer molecules are covalently anchored to the outer surface of the magnetic microsphere body, and these polymer molecules have an additional large number of functions. functionalized branched chain to which purification media (including but not limited to biotin, avidin, affinity proteins, polypeptide tags, protein tags, etc.) are linked. The above structure not only provides a purification medium suspended on the side ends of a large amount of polymeric linear backbones on the outer surface of the biomagnetic microspheres to avoid the high retention rate caused by conventional network structures, but also has a specific surface area of can provide a large number of target substance (eg, antibody) binding sites, overcoming the limitations of . Here, the type of purification medium can be selected according to the type of substance to be purified. In addition, if the purification medium is in the form of an affinity complex and is linked to the branched chains of the polymer by strong non-covalent interactions, a branched backbone between the purification medium (e.g. affinity protein) and the polymer linear backbone There may also be a binding activity of the affinity complex in , whereby the purification medium (eg parent protein) can be readily exchanged. When the target substance to be separated and purified is an antibody-based protein, the purification medium is usually an affinity protein. The description of the manufacturing and principle part of the magnetic microspheres should be combined and understood.
本発明の核心は、さらに上記生体磁性マイクロスフェア構造の構築過程(製造方法)にあり、外表面の化学修飾により、磁気ビーズの外表面(生体磁性マイクロスフェア本体の外表面)に複数の結合部位を提供し、続いて磁気ビーズの外表面の単一の結合部位にポリマー分子を共有結合し、ポリマー分子は線状主鎖の一端によって磁気ビーズの外表面の単一の結合部位に共有結合し、線状主鎖に沿って大量の側分岐鎖が分布され、側分岐鎖に新生の結合部位が携帯され、それにより結合部位の複数倍、数十倍、百倍、数百倍、さらに千倍の拡大を実現し、さらに具体的な精製要求に基づいてポリマー分岐鎖の新生結合部位に特定の精製媒体を連結して、対応する特定標的分子(特に生化学分子であり、抗体系タンパク質分子を含むがこれらに限定されない)の捕捉を実現する。また、生体磁性マイクロスフェアの単一の結合部位は、1本の線状ポリマー主鎖のみに共有結合することができるだけでなく、2本又は複数本の線状主鎖に共有結合することもでき、鎖堆積を引き起こして滞留割合を増大させないことが好ましい。 Further, the core of the present invention lies in the construction process (manufacturing method) of the biomagnetic microsphere structure described above, in which a plurality of binding sites are formed on the outer surface of the magnetic beads (the outer surface of the main body of the biomagnetic microsphere) by chemically modifying the outer surface. followed by covalent attachment of a polymer molecule to a single binding site on the outer surface of the magnetic bead, the polymer molecule being covalently attached by one end of the linear backbone to the single binding site on the outer surface of the magnetic bead. , a large number of side-branched chains are distributed along the linear main chain, and the side-branched chains carry the nascent binding sites, thereby multiplying the binding sites by multiples, tens, hundreds, hundreds, or even thousands of times. Furthermore, based on specific purification requirements, specific purification media can be linked to the nascent binding sites of polymer branches to generate corresponding specific target molecules (especially biochemical molecules, antibody-based protein molecules). (including but not limited to) capture. Also, a single binding site of a biomagnetic microsphere can covalently bind not only to one linear polymer backbone, but also to two or more linear backbones. , preferably does not cause chain build-up and increase the retention rate.
好ましくは、一つの結合部位は1本の線状主鎖のみを引き出し、このとき線状主鎖に大きな活動空間を提供することができる。 Preferably, a single binding site can pull only one linear backbone, thus providing the linear backbone with a large active space.
また好ましくは、1つの結合部位は2本の線状主鎖のみを引き出し、できるだけ線状主鎖に大きな活動空間を提供する。 Also preferably, one binding site pulls only two linear backbones, providing as much activity space for the linear backbones as possible.
本発明の主な利点及び積極的な効果はさらに下記を含む:
(1)本発明の構造設計は、大量の分岐鎖特殊構造を携帯するポリマーによって磁性マイクロスフェア表面を被覆して、比表面積の制限を克服して大量の精製媒体結合部位を提供し、磁性マイクロスフェア表面に結合可能な精製媒体の数を複数倍、十複数倍、数十倍、百倍、数百倍、さらに千倍に拡大し、さらにハイスループットで標的物質との結合を実現し、好ましい標的物質はタンパク質系物質である。生体磁性マイクロスフェアが効率的に標的物質(例えば、標的タンパク質であり、抗体、抗体断片、又はその融合タンパク質を含むがそれらに限定されない)を混合系から磁性マイクロスフェアに捕捉させ、ハイスループットの結合を実現し、即ちハイスループットの分離を実現する。
The main advantages and positive effects of the present invention further include:
(1) The structural design of the present invention coats the magnetic microsphere surface with a polymer carrying a large amount of branched special structures to overcome the limitation of specific surface area to provide a large amount of purification media binding sites and to The number of purification media that can be bound to the surface of the sphere has been expanded several times, ten times, several tens of times, hundreds of times, hundreds of times, and even a thousand times, and high-throughput binding to target substances has been achieved. The substance is a proteinaceous substance. Biomagnetic microspheres efficiently capture target substances (e.g., target proteins, including but not limited to antibodies, antibody fragments, or fusion proteins thereof) from mixed systems onto the magnetic microspheres for high-throughput binding. to achieve high-throughput separation.
(2)ポリマー鎖自体の柔軟性を利用することができ、ポリマー鎖は反応精製混合系において柔軟に揺動することができ、精製媒体の活動空間を拡大させ、タンパク質に対する捕捉速度及び結合量を増大させ、標的物質の迅速で十分な結合を促進し、高効率、ハイスループットを実現する。 (2) The flexibility of the polymer chain itself can be used, and the polymer chain can flexibly oscillate in the reaction purification mixing system, expanding the activity space of the purification medium and increasing the capture rate and binding amount for proteins. promote rapid and sufficient binding of the target substance, realizing high efficiency and high throughput.
(3)本発明の構造設計は、生体磁性マイクロスフェアが溶出する時に精製された標的物質(例えば、標的タンパク質であり、抗体、抗体断片、又はその融合タンパク質を含むがそれらに限定されない)の効率的な溶出を実現することができ、標的物質の滞留時間と滞留割合を効果的に減少させ、高効率と高収率を実現する。精製媒体はポリマーの分岐鎖末端に連結することができ、一つの方面では、ポリマーの構造は網状構造を形成せず、分岐鎖の堆積を引き起こさず、不連続空間と死角の発生を回避することができ、従来の網状構造による高滞留時間と高滞留割合を回避することができる。もう一つの方面では、ポリマーの分岐鎖はさらに空間間隔の作用を果たし、精製媒体を混合系に十分に分布させ、磁性マイクロスフェア表面及びポリマーの内部骨格から離れ、標的物質を捕捉する効率を増大させるだけでなく、さらに後続の溶出ステップの際に、標的物質の滞留時間及び滞留割合を効果的に減少させ、ハイスループット、高効率、高割合の分離を実現する。本発明の構造設計は線状主鎖の高い柔軟性を利用することができるだけでなく、また分岐鎖数の高倍率増幅の優位性を兼ね備え、高レート、ハイスループットの結合、高効率、高比率(高収率)の分離をよりよく実現する。 (3) The structural design of the present invention affects the efficiency of purified target substances (e.g., target proteins, including but not limited to antibodies, antibody fragments, or fusion proteins thereof) when biomagnetic microspheres elute. It can achieve effective elution, effectively reduce the retention time and retention rate of the target substance, and achieve high efficiency and high yield. The purification medium can be linked to the branched chain ends of the polymer, and in one aspect, the structure of the polymer does not form a network structure, does not cause accumulation of branches, and avoids the occurrence of discontinuous spaces and blind spots. , avoiding the high residence time and high residence fraction of conventional reticulated structures. On the other hand, the branched chains of the polymer further act as spatial spacing, allowing the purification media to be well distributed in the mixed system, away from the magnetic microsphere surface and the internal backbone of the polymer, increasing the efficiency of target substance capture. In addition, it effectively reduces the retention time and retention rate of the target substance during the subsequent elution step, achieving high throughput, high efficiency and high percentage separation. The structural design of the present invention not only can take advantage of the high flexibility of the linear backbone, but also combines the advantages of high-fold amplification of the number of branches, resulting in high-rate, high-throughput binding, high efficiency, and high ratio. (high yield) separation is better achieved.
(4)本発明の生体磁性マイクロスフェアの精製媒体(例えばアフィニティタンパク質)はアフィニティ複合体の方式により、非共有の強い結合力で磁気ビーズ外表面のポリマー分岐鎖末端に連結され、精製媒体(例えばアフィニティタンパク質)を更新、交換する必要がある場合、容易、迅速に精製媒体をマイクロスフェアから溶出させ、新たな精製媒体と再結合することができ、磁性マイクロスフェアの精製性能を迅速に回復させ、生体磁性マイクロスフェアを複数回再生して使用することができ、それにより分離精製コストを低減させる。 (4) Purification media (e.g., affinity proteins) of the biomagnetic microspheres of the present invention are linked to the polymer branched ends on the outer surface of the magnetic beads by a strong non-covalent binding force in the manner of affinity complexes, and the purification media (e.g., When the affinity protein) needs to be renewed or replaced, the purification medium can be easily and quickly eluted from the microspheres and recombined with new purification medium, quickly restoring the purification performance of the magnetic microspheres, Biomagnetic microspheres can be regenerated and used multiple times, thereby reducing separation and purification costs.
(5)本発明の生体磁性マイクロスフェアは操作・使用がやすい。標的物質を結合した磁性マイクロスフェアを系から分離する時、操作しやすく、小さな磁石を利用するだけで磁性マイクロスフェアの凝集状態と位置を効率的に操作することができ、磁性マイクロスフェアが溶液における高速分散又は高速沈殿を実現して、標的物質(例えば抗体)の分離・精製を簡単で、迅速にさせ、高速遠心機などの大型実験設備を使用する必要がなく、分離・精製コストを大幅に低減させる。 (5) The biomagnetic microspheres of the present invention are easy to manipulate and use. When the magnetic microspheres bound to the target substance are separated from the system, it is easy to operate, and the aggregation state and position of the magnetic microspheres can be efficiently manipulated simply by using a small magnet. Realizes high-speed dispersion or high-speed sedimentation to make the separation and purification of target substances (such as antibodies) simple and fast, without the need to use large-scale experimental equipment such as high-speed centrifuges, greatly reducing the cost of separation and purification. Reduce.
(6)本発明で提供される生体磁性マイクロスフェアは、用途が広く、精製媒体が選択可能性を有する。具体的な精製基質の種類に応じて、磁性マイクロスフェアシステムに柔軟に対応する精製媒体を搭載し、特定の標的分子(特にタンパク質系物質)の捕捉を実現することができる。例えば、ターゲット的にアフィニティタンパク質を選択し、一般的に、大規模に抗体、抗体断片、又はその融合タンパク質を含むがこれらに限定されない抗体系物質の分離・精製に使用する。 (6) The biomagnetic microspheres provided by the present invention are versatile and have selectable purification media. Depending on the type of specific purification substrate, the magnetic microsphere system can be equipped with flexible purification media to achieve the capture of specific target molecules (especially proteinaceous substances). For example, affinity proteins are targeted and generally used for large-scale separation and purification of antibody-based substances, including, but not limited to, antibodies, antibody fragments, or fusion proteins thereof.
以下は具体的な実施形態及び実施例を参照し、本発明をさらに説明し、同時に図面を参照してください。理解すべきものとして、これらの実施例は本発明を説明するだけで本発明の範囲を限定するものではない。以下の実施例において具体的な条件を明記しない実験方法は、優先的に、上記具体的な実施形態に基づいて案内された条件に基づき、続いて通常の条件、例えば「Sambrookら、分子クローニング:実験室マニュアル(New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)」、「無細胞タンパク質合成実験マニュアル」「Edited by Alexander S. Spirin and James R. Swartz. Cell-free protein synthesis:methods and protocols[M].2008」などの文献に記載された実験条件や、製造メーカが提案した条件に従う。 The following will further describe the present invention with reference to specific embodiments and examples, while referring to the drawings. It should be understood that these examples are only illustrative of the invention and do not limit the scope of the invention. Experimental methods that do not specify specific conditions in the following examples are preferentially based on the conditions guided according to the above specific embodiments, followed by conventional conditions, such as "Sambrook et al., Molecular Cloning: Laboratory manual (New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989)", "Cell-free protein synthesis experiment manual", "Edited by Alexander S. Spirin and James R. Swartz. Cell-free protein synthesis [methods] and .2008” and the conditions suggested by the manufacturer.
特に説明しない限り、本発明において使用されるパーセンテージと部は、重量パーセンテージと重量部を指す。 Unless otherwise stated, percentages and parts used herein refer to weight percentages and parts by weight.
特に説明しない限り、本発明の実施例で使用される材料及び試薬は、すべて市販の製品である。 Unless otherwise stated, all materials and reagents used in the examples of the present invention are commercially available products.
本発明における温度単位は特に説明しない限り、いずれも摂氏度(℃)である。 All temperature units in the present invention are degrees Celsius (° C.) unless otherwise specified.
ヌクレオチド及び/又はアミノ酸配列表
SEQ ID No:1、プロテインAのヌクレオチド配列、長さは873塩基である。
SEQ ID No:2、tamavidin2のヌクレオチド配列、長さは423塩基である。
SEQ ID No:3、mEGFPのヌクレオチド配列、長さは714塩基である。
SEQ ID No:4、プロテインG抗体結合部位のヌクレオチド配列、長さは585塩基である。
SEQ ID No:5、抗eGFP抗体のアミノ酸配列、長さは117アミノ酸である。
SEQ ID No:6、mScarletのヌクレオチド配列、長さは693塩基である。
Nucleotide and/or Amino Acid Sequence Listing SEQ ID No: 1, nucleotide sequence of protein A, 873 bases in length.
SEQ ID No: 2, nucleotide sequence of tamavidin2, 423 bases in length.
SEQ ID No: 3, nucleotide sequence of mEGFP, length is 714 bases.
SEQ ID No: 4, nucleotide sequence of protein G antibody binding site, 585 bases in length.
SEQ ID No: 5, amino acid sequence of anti-eGFP antibody, 117 amino acids in length.
SEQ ID No: 6, nucleotide sequence of mScarlet, 693 bases in length.
名詞及び用語
以下は本発明が採用する部分関連する「名詞」、「用語」の意味についての解析又は説明であり、本発明をよりよく理解するためである。対応する解析又は説明は本発明の全文に適用し、下記にも適用し、上記にも適用する。本発明において引用文献に関する場合、関連用語、名詞、フレーズの引用文献における定義も併せて引用されるが、本発明における定義と矛盾する場合は、本発明における定義に準じる。引用文献中の定義が本発明中の定義と矛盾する場合、引用された成分、物質、組成物、材料、体系、配合、種類、方法、設備などに影響を与えるものではないことは、引用文献中で特定された内容に準ずる。
Nouns and Terms The following is an analysis or explanation of the meaning of "nouns", "terms" partly related to which the present invention employs, in order to better understand the present invention. A corresponding analysis or explanation applies to the full text of the invention, applies below, and applies above. When referring to cited documents in the present invention, the definitions of related terms, nouns, and phrases in the cited documents are also cited. If the definition in the cited document conflicts with the definition in the present invention, it shall not affect the cited component, substance, composition, material, system, formulation, type, method, equipment, etc. according to the content specified in
磁気ビーズ:微小な粒径を有する強磁性又は強磁性化される可能なマイクロスフェアは、磁気ビーズと記述することもでき、直径サイズは0.1μm~1000μmが好ましい。本発明の磁気ビーズの例は、磁性マイクロスフェアA、磁性マイクロスフェアB、磁性マイクロスフェアC、生体磁性マイクロスフェアD(ビオチン磁気ビーズ)、生体磁性マイクロスフェアF(プロテインA磁気ビーズ)、生体磁性マイクロスフェアG(プロテインG磁気ビーズ)、生体磁性マイクロスフェアH(antiEGFPナノ抗体付き磁気ビーズ)、生体磁性マイクロスフェアK(抗体磁気ビーズ)を含むがそれらに限定されない。 Magnetic beads: Ferromagnetic or possibly ferromagnetizable microspheres with a small particle size can also be described as magnetic beads, preferably with a diameter size of 0.1 μm to 1000 μm. Examples of magnetic beads of the present invention include magnetic microspheres A, magnetic microspheres B, magnetic microspheres C, biomagnetic microspheres D (biotin magnetic beads), biomagnetic microspheres F (protein A magnetic beads), biomagnetic microspheres Including but not limited to Sphere G (protein G magnetic beads), biomagnetic microsphere H (magnetic beads with antiEGFP nanoantibody), biomagnetic microsphere K (antibody magnetic beads).
磁性マイクロスフェア本体:修飾された部位を有する磁気ビーズ(結合可能な部位を有する磁性マイクロスフェア)である。例えば、シリカ被覆磁性材料粒子、より具体的にはアミノ化されたシリカ被覆磁性材料粒子である。 Magnetic microsphere body: Magnetic beads with modified sites (magnetic microspheres with sites that can bind). For example, silica-coated magnetic material particles, more specifically aminated silica-coated magnetic material particles.
磁性マイクロスフェアA:アミノ基修飾磁性マイクロスフェアである。 Magnetic microsphere A: Amino group-modified magnetic microsphere.
磁性マイクロスフェアB:炭素-炭素二重結合を有する磁性マイクロスフェアである。 Magnetic microsphere B: A magnetic microsphere having a carbon-carbon double bond.
磁性マイクロスフェアC:アクリル系ポリマー修飾磁性マイクロスフェアである。 Magnetic Microsphere C: Acrylic polymer-modified magnetic microsphere.
ビオチンビーズ:ビオチン又はビオチン類似体が結合された磁気ビーズであり、アビジン型タグ付き物質に特異的に結合することができる。その利点は、標的タンパク質をアビジン又はアビジンのタンパク質変異体で標識した後、融合タンパク質の方式で一体化発現することができ、使用方式が簡便である。ビオチンマイクロスフェアとも呼ばれる。ここのビオチン又はビオチン類似体は、精製媒体とすることができ、連結要素とすることもできる。 Biotin Beads: Magnetic beads to which biotin or biotin analogues are bound and which are capable of binding specifically to avidin-type tagged substances. Its advantage is that the target protein can be labeled with avidin or a protein mutant of avidin and then integratedly expressed in the form of a fusion protein, which is convenient to use. Also called biotin microspheres. The biotin or biotin analogue herein can be a purification medium and can also be a linking element.
生体磁性マイクロスフェアD:ビオチン又はビオチン類似体が結合された磁性マイクロスフェアであり、ビオチン磁気ビーズである。ここのビオチンは、精製媒体とすることができ、連結要素とすることもできる。 Biomagnetic Microspheres D: Magnetic microspheres bound with biotin or biotin analogues, biotin magnetic beads. Biotin herein can be a purification medium and can also be a linking element.
アビジンビーズ:アビジン又はアビジン類似体が結合された磁気ビーズである。ビオチン型タグ付き物質に特異的に結合することができる。アビジン磁性マイクロスフェアとも呼ばれる。 Avidin Beads: Magnetic beads to which avidin or an avidin analogue is bound. It can specifically bind to biotin-tagged substances. Also called avidin magnetic microspheres.
生体磁性マイクロスフェアF:プロテインAが結合された磁性マイクロスフェアであり、プロテインA磁気ビーズである。ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDとアビジン-プロテインA共有結合複合体Eとが結合して得られる。 Biomagnetic microspheres F: Magnetic microspheres bound with protein A, protein A magnetic beads. A biotin-modified biomagnetic microsphere D and an avidin-protein A covalent complex E are bound to obtain.
アフィニティタンパク質磁気ビーズ:アフィニティタンパク質が結合された磁性マイクロスフェアであり、抗体類物質の分離精製に用いることができる。アフィニティタンパク質マイクロスフェアとも呼ばれる。 Affinity protein magnetic beads: Magnetic microspheres bound with affinity proteins, which can be used for the separation and purification of antibody-like substances. Also called affinity protein microspheres.
生体磁性マイクロスフェアG:プロテインGが結合された磁性マイクロスフェアであり、プロテインG磁気ビーズである。例えば、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDとアビジン-プロテインG共有結合複合体とが結合して得られる。 Biomagnetic Microspheres G: Magnetic microspheres bound with Protein G, Protein G magnetic beads. For example, biotin-modified biomagnetic microspheres D and avidin-protein G covalent complexes are bound together.
生体磁性マイクロスフェアK:抗体型タグが結合された磁気ビーズである。それに特異的に結合可能な標的物質の分離精製に用いることができる。抗体磁性マイクロスフェア又は抗体磁気ビーズとも呼ばれる。 Biomagnetic Microsphere K: Magnetic beads with attached antibody-type tags. It can be used for separation and purification of target substances that can specifically bind thereto. Also called antibody magnetic microspheres or antibody magnetic beads.
ナノ抗体磁気ビーズ:ナノ抗体が結合された磁気ビーズである。それに特異的に結合可能な標的物質の分離精製に用いることができる。ナノ抗体磁性マイクロスフェアとも呼ばれる。 Nano-antibody magnetic beads: magnetic beads with attached nano-antibodies. It can be used for separation and purification of target substances that can specifically bind thereto. Also called nano-antibody magnetic microspheres.
生体磁性マイクロスフェアH:ナノ抗体磁気ビーズであり、ナノ抗体antiEGFPが結合された磁性マイクロスフェアである(antiEGFP磁気ビーズ)。アビジン-antiEGFP共有結合複合体とが結合して得られる。 Biomagnetic microspheres H: nanoantibody magnetic beads, magnetic microspheres bound with nanoantibody antiEGFP (antiEGFP magnetic beads). Avidin-antiEGFP covalent complex is bound to obtain.
ポリマー:本発明では広義にはオリゴマー及び高分子を含み、少なくとも3つの構造単位を有し、又は分子量が少なくとも500Daである(前記分子量は適切な特徴付け方式、例えば数平均分子量、重量平均分子量、粘度平均分子量を採用することができる)。 Polymer: in the present invention broadly includes oligomers and macromolecules, having at least 3 structural units or having a molecular weight of at least 500 Da (said molecular weight is defined by any suitable characterization scheme, e.g. number average molecular weight, weight average molecular weight, viscosity average molecular weight can be employed).
ポリオレフィン鎖:炭素原子のみによって共有結合してなるヘテロ原子を含まないポリマー鎖を指す。本発明では、櫛状構造におけるポリオレフィン主鎖、例えば、アクリル系ポリマーの線状主鎖が主に関与する。 Polyolefin chain: refers to a polymer chain containing no heteroatoms covalently bonded only by carbon atoms. In the present invention, a polyolefin backbone in a comb-like structure, such as the linear backbone of an acrylic polymer, is primarily concerned.
アクリル系ポリマー:-C(COO-)-C-単位構造を有するホモポリマー又はコポリマーを指し、前記共重合体の共重合形態は特に制限されず、線状主鎖及び計量された側基COO-を提供することができることが好ましく、前記アクリル系ポリマーの線状主鎖には、ヘテロ原子が含まれていてもよい。ここで、炭素-炭素二重結合には、重合反応の進行を妨げない限り、他の置換基、例えば、メチル置換基(-CH3C(COO-)-C-に対応)が存在していてもよい。ここで、COO-の存在形式は-COOHであってもよく、塩形式(例えばナトリウム塩)であってもよく、ギ酸エステルの形式(好ましくはギ酸アルキルエステルであり、例えばギ酸メチル-COOCH3、ギ酸エチル-COOCH2CH3、ギ酸ヒドロキシエチル-COOCH2CH2OH)などであってもよい。-C(COO-)-C-単位構造の具体的な構造形式は、-CH(COOH)-CH2-、-CH(COONa)-CH2-、-MeC(COOH)-CH2-、-MeC(COONa)-CH2-、-CH(COOCH3)-CH2-、-CH(COOCH2CH2OH)-CH2-、-MeC(COOCH3)-CH2-、-MeC(COOCH2CH2OH)-CH2-などのいずれか、又は任意の組み合わせを含むがそれらに限定されない。ここで、Meはメチル基である。1つのポリマー分子の線状主鎖には、1種のみの上記単位構造が含まれていてもよいし(ホモポリマーに対応)、2種又は2種以上の単位構造が含まれていてもよい(コポリマーに対応)。 Acrylic polymer: Refers to a homopolymer or copolymer having a -C(COO-)-C- unit structure, the copolymerization form of the copolymer is not particularly limited, and a linear main chain and weighed side groups COO- and the linear backbone of the acrylic polymer may contain heteroatoms. Here, the carbon-carbon double bond may have other substituents such as methyl substituents (corresponding to —CH 3 C(COO—)—C—) as long as they do not hinder the progress of the polymerization reaction. may Here, COO- may exist in the form of -COOH, may be in the form of a salt (eg sodium salt), or in the form of a formate (preferably a formate alkyl ester, such as methyl formate -COOCH 3 , ethyl formate-COOCH 2 CH 3 , hydroxyethyl formate-COOCH 2 CH 2 OH), and the like. Specific structural forms of the -C(COO-)-C- unit structure include -CH(COOH)-CH 2 -, -CH(COONa)-CH 2 -, -MeC(COOH)-CH 2 -, - MeC(COONa)-CH 2 -, -CH(COOCH 3 )-CH 2 -, -CH(COOCH 2 CH 2 OH)-CH 2 -, -MeC(COOCH 3 )-CH 2 -, -MeC(COOCH 2 CH 2 OH)—CH 2 —, etc., or any combination thereof. Here, Me is a methyl group. The linear main chain of one polymer molecule may contain only one type of unit structure (corresponding to a homopolymer), or may contain two or more types of unit structures. (corresponding to copolymer).
アクリル系モノマー分子:上記アクリル系ポリマーの合成に用いられるモノマー分子であり、C(COO-)=Cの基本構造を有し、例えば、CH(COOH)=CH2、CH(COONa)=CH2、CH3C(COOH)=CH2、CH3C(COONa)=CH2、CH(COOCH3)=CH2、CH(COOCH2CH2OH)=CH2、CH3C(COOCH3)=CH2、CH3C(COOCH2CH2OH)=CH2などが挙げられる。 Acrylic monomer molecule: A monomer molecule used for synthesizing the above acrylic polymer, having a basic structure of C(COO-)=C, such as CH(COOH)=CH 2 and CH(COONa)=CH 2 , CH3C (COOH)= CH2 , CH3C(COONa)= CH2 , CH ( COOCH3 ) = CH2 , CH( COOCH2CH2OH )= CH2 , CH3C( COOCH3 )= CH 2 , CH 3 C(COOCH 2 CH 2 OH)=CH 2 and the like.
分岐鎖:本発明では、分岐点に連結し、独立した末端を有する鎖である。本発明における分岐鎖、側分岐鎖は同じ意味を有し、交換して使用することができる。本発明において、分岐鎖とは、ポリマーの線状主鎖に結合する側鎖又は側基を意味し、分岐鎖の長さ、大きさは特に制限されず、カルボキシル基、水酸基、アミノ基などの短い分岐鎖であってもよいし、原子数の多い長い分岐鎖であってもよい。分岐鎖の構造は特に限定されず、直鎖状であってもよく、分岐構造を有するものであってもよい。分岐鎖は、他の側鎖や側基を含んでいてもよい。分岐鎖の数、長さ、大きさ、再分岐の程度などの構造的特徴は、できるだけ網状構造を形成しなく、分岐鎖の堆積を招くことなく滞留割合を増大させないようにすることが好ましく、この場合には線状主鎖の柔軟な揺動を円滑に発揮することができる。 Branched Chain: In the context of the present invention, a chain connected to a branch point and having independent ends. Branched chain and side branched chain in the present invention have the same meaning and can be used interchangeably. In the present invention, a branched chain means a side chain or a side group bonded to a linear main chain of a polymer, and the length and size of the branched chain are not particularly limited. It may be a short branched chain or a long branched chain with a large number of atoms. The structure of the branched chain is not particularly limited, and may be linear or have a branched structure. The branched chain may contain other side chains or side groups. Structural characteristics such as the number, length, size and degree of rebranching of the branched chains are preferably adjusted so as not to form a network structure as much as possible and increase the retention rate without causing accumulation of the branched chains, In this case, the flexible swing of the linear main chain can be exhibited smoothly.
分岐骨格:分岐骨格は、骨格原子が共有結合又は非共有結合の方式で順次連結されたものであり、分岐鎖末端からポリマーの主鎖に順次連結されている。分岐鎖骨格によって、ポリマー末端の官能基がポリマーの主鎖に連結されている。分岐鎖骨格と主鎖との交差点は、即ち分岐鎖を引き出す分岐点である。例えば、精製媒体とポリマー線状主鎖との間の分岐鎖骨格は、アフィニティタンパク質を精製媒体とする例では、ポリマーの分岐鎖末端のアフィニティタンパク質は、アビジン、ビオチン、プロピレンジアミン残基(-NH-CH2CH2CH2-NH-)、カルボニル基(カルボキシル基がアミド化反応した残基)を順次に介してポリマーのポリオレフィン主鎖に連結することができる。 Branched backbone: A branched backbone is one in which backbone atoms are sequentially linked in a covalent or non-covalent manner, from the branched chain ends to the backbone of the polymer. Branched backbones link functional groups at the ends of the polymer to the main chain of the polymer. The intersection of the branched backbone and the main chain is the branch point from which the branch is drawn. For example, the branched backbone between the purification medium and the polymer linear backbone is the affinity protein in the purification medium. —CH 2 CH 2 CH 2 —NH—) and carbonyl groups (residues obtained by amidation reaction of carboxyl groups) can be sequentially linked to the polyolefin main chain of the polymer.
分岐鎖末端は、全ての分岐鎖の末端を含む。線状主鎖に対しては、磁性マイクロスフェア本体に固定された一端のほか、線状主鎖の他端は必ず一つの分岐点に連結されるため、本発明の「分岐鎖末端」の範囲に広く含まれる。したがって、本発明の磁性マイクロスフェア本体の外表面に連結されたポリマーは、少なくとも1つの分岐点を有する。 Branched chain ends include all branched chain ends. For the linear main chain, the end fixed to the main body of the magnetic microsphere and the other end of the linear main chain are always connected to one branch point, so the scope of the "branched chain end" of the present invention widely included in Accordingly, the polymer attached to the outer surface of the magnetic microsphere body of the present invention has at least one branch point.
ポリマー分岐鎖の官能基:反応活性を有し、又は活性化された後に反応活性を有し、他の原料の反応性基と共有結合反応を直接に発生することができ、又は活性化された後に他の原料の反応性基と共有結合反応を発生し、さらに共有結合を生成して連結することを意味する。ポリマー分岐鎖の官能基は、好ましい一実施形態が特異的結合部位である。 Functional groups of polymer branches: have reactive activity, or have reactive activity after being activated, and can directly generate a covalent reaction with reactive groups of other raw materials, or have been activated It means that a covalent bond reaction with a reactive group of another raw material occurs later, and further a covalent bond is generated to connect. A functional group on the polymer branch is a specific binding site in one preferred embodiment.
直接連結方式とは、スペーサ原子を介さずに直接相互作用を起こす連結方式である。前記相互作用の形式は、共有結合方式、非共有結合方式、又はそれらの組み合わせ方式を含むがそれらに限定されない。 The direct ligation system is a ligation system in which direct interaction occurs without intervening a spacer atom. The mode of interaction includes, but is not limited to, covalent mode, non-covalent mode, or combinations thereof.
間接連結方式は、少なくとも一つの連結要素を介して形成された連結方式であり、この場合少なくとも一つのスペーサ原子に関する。前記連結要素は、連結ペプチド、アフィニティ複合体連結などを含むがそれらに限定されない。 An indirect connection scheme is a connection scheme formed via at least one linking element, in this case involving at least one spacer atom. Said linking elements include, but are not limited to, linking peptides, affinity complex links, and the like.
固定、~に固定する、~が固定される、~に固定されるなどの「固定」方式は、共有結合の結合方式を指す。 "Anchor" mode, such as anchoring, anchoring to, being anchored to, being anchored to, refers to a covalent mode of attachment.
付き、~が連結される、~に連結する、~と連結する、結合、捕捉、キャプチャーなどの「連結」/「結合」方式は、特に限定されず、共有結合方式、非共有結合方式などの方式を含むがこれらに限定されない。 The "ligation" / "binding" method such as with, is ligated, ligates to, ligates to, binds, captures, captures, etc. is not particularly limited, and includes covalent binding methods, non-covalent binding methods including but not limited to methods.
共有結合方式:共有結合で直接結合する方式である。前記共有結合方式は動的共有結合方式を含むがこれに限定されず、前記動的共有結合方式とは、動的共有結合の直接結合方式である。 Covalent bonding method: A method of directly bonding with a covalent bond. The covalent bonding method includes, but is not limited to, dynamic covalent bonding method, and the dynamic covalent bonding method is a direct bonding method of dynamic covalent bonding.
共有結合:アミド結合、エステル結合などの一般的な共有結合のほか、可逆性を有する動的共有結合も含む。前記共有結合には、動的共有結合が含まれる。動的共有結合は可逆性を有する化学結合であり、イミド結合、ヒドラゾン結合、ジスルフィド結合、又はそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。化学分野の技術者はその意味を理解することができる。 Covalent bond: In addition to general covalent bonds such as amide bonds and ester bonds, reversible dynamic covalent bonds are also included. The covalent bond includes dynamic covalent bond. Dynamic covalent bonds are chemical bonds that are reversible and include, but are not limited to, imide bonds, hydrazone bonds, disulfide bonds, or combinations thereof. A chemical engineer can understand its meaning.
非共有結合方式:配位結合、アフィニティ複合体相互作用、静電吸着、水素結合、π-πオーバーラップ作用、疎水性相互作用などの超分子相互作用を含むがそれらに限定されない。 Non-covalent bonding methods: including but not limited to supramolecular interactions such as coordinate bonds, affinity complex interactions, electrostatic adsorption, hydrogen bonding, π-π overlap interactions, hydrophobic interactions.
超分子相互作用:配位結合、アフィニティ複合体相互作用、静電吸着、水素結合、π-πオーバーラップ作用、疎水性相互作用、及びそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。 Supramolecular interactions: including, but not limited to, coordinate bonds, affinity complex interactions, electrostatic adsorption, hydrogen bonding, pi-pi overlap interactions, hydrophobic interactions, and combinations thereof.
連結要素は、連結基とも呼ばれ、2つ又は2つ以上の非隣接基を連結するための要素を意味し、少なくとも1つの原子を含む。前記連結要素と隣接基との間の連結方式は、特に限定されず、共有結合方式、非共有結合方式などの方式を含むがそれらに限定されない。前記連結要素の内部連結方式は、特に限定されず、共有結合方式、非共有結合方式などの方式を含むがそれらに限定されない。 A linking element, also called a linking group, means an element for linking two or more non-adjacent groups and includes at least one atom. The linking method between the linking element and the adjacent group is not particularly limited, and includes, but is not limited to, covalent bonding methods, non-covalent bonding methods, and the like. The internal connection method of the connecting member is not particularly limited, and includes, but is not limited to, methods such as covalent bonding method and non-covalent bonding method.
共有連結要素:連結要素の一端から他端までのスペーサ原子の間はいずれも共有結合方式で連結される。 Covalent linking element: All spacer atoms from one end of the linking element to the other are linked in a covalent manner.
特異的結合部位:本発明において、前記特異的結合部位とは、ポリマー分岐鎖上の結合機能を備えた基又は構造部位であり、当該基又は構造部位はある特定の標的物質に対する特異的認識、結合機能を備え、特異的結合は配位、錯合、静電気力、ファンデルワールス力、水素結合、共有結合などの結合作用又は他の相互作用によって実現することができる。 Specific binding site: In the present invention, the specific binding site is a group or structural site having a binding function on the polymer branch chain, and the group or structural site specifically recognizes a specific target substance, Having a binding function, the specific binding can be achieved by bonding actions such as coordination, complexation, electrostatic forces, van der Waals forces, hydrogen bonding, covalent bonding, or other interactions.
共有結合複合体:共有結合により直接又は間接的に連結して得られた化合物であり、共有結合物とも呼ばれる。 Covalent Complex: Compounds obtained by direct or indirect covalent linkage, also called covalent conjugates.
アビジン-精製媒体共有結合複合体:共有結合方式で連結された化合物であり、一端がアビジン、他端が精製媒体であり、両者は共有結合を介して直接連結され、又は共有連結要素を介して間接的に連結される。 Avidin-Purification Medium Covalent Complex: A compound linked in a covalent fashion, with avidin on one end and purification medium on the other, both linked directly via a covalent bond or via a covalent linking element. indirectly linked.
アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体E:アフィニティタンパク質を精製媒体とするアビジン-精製媒体共有結合複合体であり、又はアビジン-アフィニティタンパク質複合体Eと呼ばれ、共有結合の方式で連結された化合物であり、一端がアビジン、他端がアフィニティタンパク質であり、両者は共有結合で直接連結され、又は共有結合連結基を介して間接的に連結される。前記共有結合連結方式は、共有結合、連結ペプチドなどを含むがこれらに限定されない。例えば、ストレプトアビジン-プロテインA複合体、ストレプトアビジン-プロテインAの融合タンパク質、ストレプトアビジン-増強型緑色蛍光タンパク質-プロテインAの融合タンパク質(Protein A-eGFP-Streptavidin)、Protein A-eGFP-Tamvavidin2、Protein G-eGFP-アビジン融合タンパク質、Protein G-eGFP-Tamvavidin2などである。 Avidin-affinity protein covalent complex E: an avidin-purification medium covalent complex with an affinity protein as a purification medium, or referred to as avidin-affinity protein complex E, with compounds linked in a covalent manner. with avidin at one end and an affinity protein at the other end, both of which are directly linked by a covalent bond or indirectly linked via a covalent linking group. The covalent linkage schemes include, but are not limited to, covalent bonds, connecting peptides, and the like. For example, streptavidin-protein A complex, streptavidin-protein A fusion protein, streptavidin-enhanced green fluorescent protein-protein A fusion protein (Protein A-eGFP-Streptavidin), Protein A-eGFP-Tamvavidin2, Protein G-eGFP-avidin fusion protein, Protein G-eGFP-Tamvavidin2, and the like.
アフィニティ複合体:2つ又は2つ以上の分子が特異的な結合作用により、極めて強い親和力により形成される非共有結合性複合体であり、例えば、ビオチン(又はビオチン類似体)とアビジン(又はアビジン類似体)との相互作用による複合体である。ビオチンとアビジンとのアフィニティ複合体の結合方式は、当業者に周知である。 Affinity complex: A non-covalent complex formed by two or more molecules with very strong affinity due to specific binding action, e.g. biotin (or biotin analogue) and avidin (or avidin (analogues). Methods for binding affinity complexes between biotin and avidin are well known to those skilled in the art.
精製基質は、標的物質とも呼ばれ、混合系から分離されるものである。本発明における精製基質は特に制限されないが、精製基質がタンパク質系物質(この場合、標的タンパク質ともいう)であることが好ましい。 A purified substrate, also called a target substance, is one that is separated from a mixed system. The purification substrate in the present invention is not particularly limited, but the purification substrate is preferably a proteinaceous substance (in this case, also referred to as a target protein).
精製媒体は、精製基質と特異的に結合することができ、それにより精製基質を捕捉し、さらに精製基質を混合系から分離することができる。本発明のポリマーの分岐鎖末端に連結された精製媒体は、精製基質と結合する機能を有する機能要素である。精製媒体が共有結合方式で隣接基に連結される場合、精製基質と結合する機能を有する官能基と表現する。 The purification medium is capable of specifically binding the purification substrate, thereby capturing the purification substrate and further separating the purification substrate from the mixed system. Purification media attached to the branched ends of the polymers of the present invention are functional elements that have the ability to bind purification substrates. When the purification medium is covalently linked to adjacent groups, it is referred to as a functional group capable of binding the purification substrate.
アフィニティタンパク質:標的タンパク質と特異的に結合し、且つ比較的高い親和結合力を有するものであり、例えば、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインLなどが挙げられる。 Affinity protein: A protein that specifically binds to a target protein and has a relatively high affinity binding force. Examples include protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G, and denatured protein L. be done.
プロテインA:Protein A、42kDaの表面タンパク質であり、最初に黄色ブドウ球菌の細胞壁に発見される。それはspa遺伝子によってコードされ、その調節がDNAトポロジー構造、細胞浸透圧及びArlS-ArlRと呼ばれる二成分システムによって制御される。免疫グロブリンと結合する能力のため、生化学分野に関する研究に用いられている。抗体Fcと特異的に結合することができ、主に抗体精製に用いられ、任意の市販品から選択することができる。本発明でいわゆる「Protein A」、「SPA」、及び「プロテインA」は交換可能である。 Protein A: Protein A, a 42 kDa surface protein, first found in the cell wall of Staphylococcus aureus. It is encoded by the spa gene and its regulation is controlled by DNA topological structure, cell osmotic pressure and a binary system called ArlS-ArlR. It is used in biochemical research because of its ability to bind immunoglobulins. It can specifically bind to antibody Fc, is mainly used for antibody purification, and can be selected from any commercially available products. The so-called "Protein A", "SPA" and "Protein A" in the present invention are interchangeable.
プロテインG:Protein G、免疫グロブリン結合タンパク質であって、C群とG群連鎖球菌で発現され、プロテインAと類似するが、異なる結合特異性を有する。それは65kDa(G148プロテインG)及び58kDa(C40プロテインG)の細胞表面タンパク質であり、抗体又はある機能タンパク質と特異的に結合することにより、主に抗体精製に用いられ、任意の市販品から選択することができる。 Protein G: Protein G, an immunoglobulin binding protein, expressed in group C and group G streptococci, similar to protein A but with different binding specificities. It is a cell surface protein of 65 kDa (G148 protein G) and 58 kDa (C40 protein G) and is mainly used for antibody purification by specifically binding antibodies or certain functional proteins, selected from any commercial be able to.
プロテインL:Protein L、kappa(κ)軽鎖を含む抗体に特異的に結合するものに限られる。ヒト及びマウスでは、ほとんどの抗体分子はκ軽鎖と残りのλ軽鎖を含む。主に抗体精製に用いられ、任意の市販品から選択することができる。 Protein L: Protein L, limited to those that specifically bind to antibodies containing kappa (κ) light chains. In humans and mice, most antibody molecules contain a kappa light chain and a residual lambda light chain. It is mainly used for antibody purification and can be selected from any commercially available products.
ビオチン:biotin、アビジンと結合することができ、且つ結合力が強く、特異性に優れる。 Biotin: Biotin, capable of binding to avidin, has a strong binding force, and is excellent in specificity.
アビジン:avidin、ビオチンと結合することができ、且つ結合力が強く、特異性に優れ、例えばストレプトアビジン(Streptavidin、SAと略称する)、その類似体(例えばTamvavidin2、Tam2と略称する)、その変性生成物、その変異体などである。 Avidin: avidin, which can bind to biotin, has strong binding force, and has excellent specificity, such as streptavidin (abbreviated as Streptavidin, SA), its analogues (for example, Tamvavidin2, abbreviated as Tam2), its denatured products, variants thereof, and the like.
ビオチン類似体とは、アビジンと「アビジン-ビオチン」に類似する特異的結合を形成し得る非ビオチン分子であり、好ましくはポリペプチド又はタンパク質であり、例えばIBA社が開発したStrep-tag[登録商標]シリーズで使用されるWSHPQFEK配列を含むポリペプチド(例えばStrep[登録商標]II、Twin-Strep-tag[登録商標]など)、及び類似のWNHPQFEK配列を含むポリペプチドである。WNHPQFEKは、WSHPQFEKの変異配列とみなすことができる。 A biotin analogue is a non-biotin molecule capable of forming a specific bond with avidin similar to "avidin-biotin", preferably a polypeptide or protein. ] series (eg, Strep[R]II, Twin-Strep-tag[R], etc.), and similar WN HPQFEK sequence-containing polypeptides. WNHPQFEK can be considered a variant sequence of WS HPQFEK.
アビジン類似体とは、アビジンと「アビジン-ビオチン」に類似する特異的結合を形成し得る非アビジン分子であり、好ましくはポリペプチド又はタンパク質である。前記アビジン類似体は、アビジンの誘導体、アビジンの相同性物質(ホモログ)、アビジンの変体などを含むがこれらに限定されない。前記アビジン類似体は、例えばTamavidin1、Tamavidin2などである(文献:FEBS Journal,2009,276,1383-1397を参照)。 An avidin analogue is a non-avidin molecule, preferably a polypeptide or protein, capable of forming a specific binding with avidin similar to "avidin-biotin". The avidin analogues include, but are not limited to, avidin derivatives, avidin homologues, avidin variants, and the like. Said avidin analogues are, for example, Tamavidin1, Tamavidin2, etc. (see literature: FEBS Journal, 2009, 276, 1383-1397).
ビオチン型タグ:前記ビオチン型タグは、ビオチン、アビジンと結合可能なビオチン類似体、アビジン類似体と結合可能なビオチン類似体、及びそれらの組み合わせの単位を含む。ビオチン型タグは、アビジン、アビジン類似体、又はその組み合わせに特異的に結合することができる。そのため、アビジン型タグで標識されたタンパク質系物質を分離精製することができるがこれらに限定されない。 Biotin-type tag: The biotin-type tag includes units of biotin, biotin analogues capable of binding to avidin, biotin analogues capable of binding to avidin analogues, and combinations thereof. A biotin-type tag can specifically bind avidin, an avidin analog, or a combination thereof. Therefore, a protein-based substance labeled with an avidin-type tag can be separated and purified, but is not limited to this.
アビジン型タグ:前記アビジン型タグは、アビジン、ビオチンと結合可能なアビジン類似体、ビオチン類似体と結合可能なアビジン類似体、及びそれらの組み合わせの単位を含む。アビジン型タグは、ビオチン、ビオチン類似体、又はその組み合わせに特異的に結合することができる。そのため、ビオチン型タグで標識されたタンパク質系物質を分離精製することができるがこれらに限定されない。 Avidin-type tag: The avidin-type tag includes units of avidin, avidin analogues capable of binding to biotin, avidin analogues capable of binding to biotin analogues, and combinations thereof. Avidin-type tags can specifically bind biotin, biotin analogs, or combinations thereof. Therefore, a protein-based substance labeled with a biotin-type tag can be separated and purified, but it is not limited to this.
ポリペプチド型タグ:本発明のポリペプチド型タグとは、ポリペプチドタグ又はポリペプチドタグの誘導体を含むタグである。前記ポリペプチド型タグは、アミノ酸単位で構成されたポリペプチド構造のタグであり、前記アミノ酸は天然アミノ酸であってもよく、非天然アミノ酸であってもよい。 Polypeptide-type tags: A polypeptide-type tag of the present invention is a tag comprising a polypeptide tag or a derivative of a polypeptide tag. The polypeptide-type tag is a tag with a polypeptide structure composed of amino acids, and the amino acids may be natural amino acids or non-natural amino acids.
タンパク質型タグ:本発明のタンパク質型タグは、タンパク質タグ又はタンパク質タグの誘導体を含むタグである。前記タンパク質型タグは、アミノ酸単位で構成されたタンパク質構造のタグであり、前記アミノ酸は天然アミノ酸であってもよく、非天然アミノ酸であってもよい。 Protein-based tag: A protein-based tag of the invention is a tag comprising a protein tag or a derivative of a protein tag. The protein-type tag is a protein structure tag composed of amino acids, and the amino acids may be natural amino acids or non-natural amino acids.
抗体型タグ:本発明の抗体型タグとは、抗体系物質を含むタグであり、抗原などの標的物質に特異的に結合することができる。前記抗体型タグの例として、さらにeGFPタンパク質に特異的に結合できるantiEGFPナノ抗体を含む。 Antibody-type tag: The antibody-type tag of the present invention is a tag containing an antibody-based substance, and can specifically bind to a target substance such as an antigen. Examples of the antibody-type tags further include antiEGFP nano-antibodies that can specifically bind to eGFP proteins.
抗原型タグ:本発明の抗原型タグとは、抗原系物質を含むタグであり、抗体系物質に特異的に結合できる。 Antigen-type tag: The antigen-type tag of the present invention is a tag containing an antigen-based substance and capable of specifically binding to an antibody-based substance.
ペプチドとは、2つ又は2つ以上のアミノ酸がペプチド結合で連結された化合物である。本発明において、ペプチドとペプチドセグメントは同等の意味を有し、交換して使用することができる。 Peptides are compounds in which two or more amino acids are linked by peptide bonds. In the present invention, peptide and peptide segment have equivalent meaning and can be used interchangeably.
ポリペプチドは、10~50個のアミノ酸で構成されるペプチドである。 Polypeptides are peptides composed of 10-50 amino acids.
タンパク質は、50個以上のアミノ酸で構成されるペプチドである。融合タンパク質もタンパク質である。 Proteins are peptides composed of 50 or more amino acids. Fusion proteins are also proteins.
ポリペプチドの誘導体、タンパク質の誘導体:本発明に係るいずれかのポリペプチド又はタンパク質は、特別な説明がない限り(例えば具体的な配列を指定する)、その誘導体も含むと理解すべきである。前記ポリペプチドの誘導体、タンパク質の誘導体は、少なくともC端含有タグ、N端含有タグ、C端及びN端含有タグを含む。ここで、C端はCOOH端を指し、N端はNH2端を指し、当業者はその意味を理解する。前記タグはポリペプチドタグであってもよく、タンパク質タグであってもよい。いくつかのタグの例として、ヒスチジンタグ(一般的に少なくとも5個のヒスチジン残基を含み、例えば6×His、HHHHHH、また例えば、8×Hisタグである)、Glu-Glu、c-mycエピトープ(EQKLISEEDL)、FLAG[登録商標]タグ(DYKDDDDK)、プロテインC(EDQVDPRLIDGK)、Tag-100(EETARFQPGYRS)、V5エピトープラベル(V5 epitope、GKPIPNPLLGLDST)、VSV-G(YTDIEMNRLGK)、Xpress(DLYDDDDK)、ヘマグルチニン(hemagglutinin、YPYDVPDYA)、β-ガラクトシダーゼ(β-galactosidase)、チオレドキシン(thioredoxin)、ヒスチジン部位チオレドキシン(His-patch thioredoxin)、IgG結合ドメイン(IgG-binding domain)、インテイン-キチン結合ドメイン(intein-chitin binding domain)、T7遺伝子10(T7 gene 10)、グルタチオンS-トランスフェラーゼ(glutathione-S-transferase、GST)、緑色蛍光タンパク質(GFP)、マルトース結合タンパク質(maltose binding protein、MBP)などを含むがそれらに限定されない。
Derivatives of Polypeptides, Derivatives of Proteins: It is to be understood that any polypeptide or protein according to the invention also includes derivatives thereof, unless otherwise specified (eg, specifying a specific sequence). The polypeptide derivatives and protein derivatives include at least C-terminal containing tags, N-terminal containing tags, C-terminal and N-terminal containing tags. Here, the C-end refers to the COOH-end and the N-end refers to the NH2 -end, and those skilled in the art will understand the meaning. Said tag may be a polypeptide tag or a protein tag. Some examples of tags include histidine tags (generally containing at least 5 histidine residues, such as 6xHis, HHHHHH, and also, for example, 8xHis tags), Glu-Glu, c-myc epitopes. (EQKLISEEDL), FLAG tag (DYKDDDDK), Protein C (EDQVDPRLIDGK), Tag-100 (EETARFQPGYRS), V5 epitope label (V5 epitope, GKPIPNPLLLGLDST), VSV-G (YTDIEMNRLGK), Xpress (DLYDDDDK) (hemagglutinin, YPYDVPDYA), β-galactosidase, thioredoxin, histidine site thioredoxin (His-patch thioredoxin), IgG binding domain (IgG-binding domain), intein-chitin binding domain (intein-chitin binding domain),
タンパク質系物質とは、本発明において、広義にはポリペプチド又はタンパク質断片を含む物質である。例えば、ポリペプチド誘導体、タンパク質誘導体、糖タンパク質などもタンパク質系物質の範囲に含まれる。 A proteinaceous substance in the present invention is broadly defined as a substance containing a polypeptide or a protein fragment. For example, polypeptide derivatives, protein derivatives, glycoproteins, etc. are also included within the scope of proteinaceous substances.
抗体、抗原:本発明に係る抗体、抗原は、特に説明しない限り、そのドメイン、サブユニット、断片、一本鎖、一本鎖断片、変体を含むことを理解すべきである。例えば、「抗体」に関して、特に説明しない限り、その断片、重鎖、軽鎖が欠失した重鎖(例えばナノ抗体)、相補決定領域(CDR)などを含む。例えば、「抗原」に関して、特に説明しない限り、さらにエピトープ(epitope)、エピトープペプチドを含む。 Antibodies, Antigens: Antibodies and antigens of the present invention should be understood to include domains, subunits, fragments, single chains, single chain fragments and variants thereof, unless otherwise specified. For example, reference to an "antibody" includes fragments thereof, heavy chains, heavy chains lacking light chains (eg, nanobodies), complementarity determining regions (CDRs), etc., unless otherwise specified. For example, "antigen" further includes epitopes and epitope peptides, unless otherwise specified.
抗体系物質とは、本発明において、抗体-抗原特異的結合作用を発生できるものであれば、抗体、抗体の断片、抗体の一本鎖、一本鎖の断片、抗体融合タンパク質、抗体断片の融合タンパク質など、及びその誘導体と変体を含むがこれらに限定されない。 In the present invention, antibody-based substances refer to antibodies, antibody fragments, antibody single chains, single chain fragments, antibody fusion proteins, antibody fragments, as long as they can generate an antibody-antigen specific binding action. including, but not limited to, fusion proteins and the like, and derivatives and variants thereof.
抗原系物質とは、本発明においては、当業者に知られている抗原、及び抗原機能を発揮し、抗体系物質に特異的に結合する物質を含むがこれらに限定されない。 In the present invention, antigen-based substances include, but are not limited to, antigens known to those skilled in the art, and substances that exert antigenic functions and specifically bind to antibody-based substances.
抗タンパク質抗体:あるタンパク質と特異的に結合できる抗体を指す。 Anti-protein antibody: refers to an antibody that can specifically bind to a protein.
抗蛍光タンパク質のナノ抗体:ある蛍光タンパク質と特異的に結合できるナノ抗体を指す。 Anti-fluorescent protein nanobody: Refers to a nanobody that can specifically bind to a fluorescent protein.
相同性(homology)は、特に説明しない限り、少なくとも50%の相同性を有するものを指し、好ましくは少なくとも60%の相同性、より好ましくは少なくとも70%の相同性、より好ましくは少なくとも75%の相同性、より好ましくは少なくとも80%の相同性、より好ましくは少なくとも85%の相同性、より好ましくは少なくとも90%の相同性であり、また例えば、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%の相同性である。説明対象として、例えば、本発明の説明書に言及したΩ配列の相同配列が挙げられる。ここの相同性は配列上の類似性を意味し、数値上は類似性(identity)と等価であってもよい。 Homology, unless otherwise stated, refers to having at least 50% homology, preferably at least 60% homology, more preferably at least 70% homology, more preferably at least 75% homology. homologous, more preferably at least 80% homologous, more preferably at least 85% homologous, more preferably at least 90% homologous, and also for example at least 91%, at least 92%, at least 93%, At least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, at least 99% homology. References include, for example, homologous sequences of the Ω sequences referred to in the description of the present invention. Homology here means sequence similarity, and may be numerically equivalent to identity.
ホモログとは、相同性配列を有する物質を指し、相同体とも呼ばれる。 A homologue refers to a substance with a homologous sequence, also called a homologue.
「変体」、variantは、異なる構造(微小変異を行うことを含むがこれに限定されるものではない)を有するが、本来の機能又は性能を保持又は基本的に保持できる物質を指す。前記変体は、核酸変体、ポリペプチド変体、タンパク質変体を含むがこれらに限定されない。関連する変体を取得する方式は、構造ユニットの組換え、削除又は欠失、挿入、シフト、置換などを含むがこれらに限定されない。前記変体は、修飾された生成物、遺伝子改造生成物、融合生成物などを含むがこれらに限定されない。遺伝子改造生成物を得るために、遺伝子改造を行う方式は、遺伝子組換え(遺伝子組換え生成物に対応)、遺伝子削除又は欠失、挿入、シフト、塩基置換などを含むがそれらに限定されない。遺伝子変異生成物は、遺伝子変異体とも呼ばれ、遺伝子改造生成物の一種類に属する。前記変体の好ましい一形態は、ホモログである。 A "variant", variant, refers to a substance that has a different structure (including but not limited to making minor mutations) but retains or can essentially retain its original function or performance. Said variants include, but are not limited to, nucleic acid variants, polypeptide variants, protein variants. The manner in which related variants are obtained includes, but is not limited to, recombinations, deletions or deletions, insertions, shifts, substitutions, etc. of structural units. Said variants include, but are not limited to, modified products, genetically modified products, fusion products, and the like. Methods of genetic modification to obtain genetically modified products include, but are not limited to, genetic recombination (corresponding to genetically modified products), gene deletions or deletions, insertions, shifts, base substitutions, and the like. Gene mutation products, also called genetic variants, belong to one type of genetic modification products. One preferred form of said variant is a homologue.
修飾された生成物:化学修飾生成物、アミノ酸修飾物、ポリペプチド修飾物、タンパク質修飾物などを含むがそれらに限定されない。前記化学修飾生成物は有機化学、無機化学、高分子化学などの化学合成方法を用いて改造された生成物である。修飾方法としては、イオン化、塩化、脱塩化、錯化、解錯化、キレート化、解キレート化、付加反応、置換反応、除去反応、挿入反応、酸化反応、還元反応、翻訳後修飾などの修飾方法が挙げられ、具体的には、酸化、還元化、メチル化、脱メチル化、アミノ化、カルボキシル化、硫化などの修飾方法が挙げられる。 Modified Products: Including but not limited to chemical modification products, amino acid modifications, polypeptide modifications, protein modifications and the like. The chemically modified products are products modified using chemical synthesis methods such as organic chemistry, inorganic chemistry, and polymer chemistry. Modification methods include ionization, salification, desalination, complexation, decomplexation, chelation, dechelation, addition reaction, substitution reaction, removal reaction, insertion reaction, oxidation reaction, reduction reaction, and post-translational modification. Specific examples include modification methods such as oxidation, reduction, methylation, demethylation, amination, carboxylation, and sulfurization.
「変異体」、mutantは、本発明において特に説明しない限り、本来の機能又は性能を保持又は基本的に保持できる変異生成物を指し、変異部位の数に特に制限はない。前記変異体は遺伝子変異体、ポリペプチドの変異体、タンパク質の変異体を含むがこれらに限定されない。変異体は、変体の一種である。関連する変異体を取得する方式は、構造ユニットの組換え、削除又は欠失、挿入、シフト、置換などを含むがこれらに限定されない。遺伝子の構造単位は塩基であり、ポリペプチド及びタンパク質の構造単位はアミノ酸である。遺伝子変異のタイプは、遺伝子削除又は欠失、挿入、シフトコード、塩基置換などを含むがこれらに限定されない。 Unless otherwise specified in the present invention, a "mutant" refers to a mutation product that retains or can essentially retain its original function or performance, and the number of mutation sites is not particularly limited. Said variants include, but are not limited to, genetic variants, polypeptide variants, protein variants. A mutant is a type of variant. The manner in which related variants are obtained includes, but is not limited to, recombination, deletion or deletion, insertion, shift, substitution, etc. of structural units. The structural unit of genes is the base, and that of polypeptides and proteins is the amino acid. Types of genetic mutations include, but are not limited to, gene deletions or deletions, insertions, shift coding, base substitutions, and the like.
「変性」生成物は、本発明の誘導体、修飾された生成物、遺伝子改造生成物、融合生成物などを含むがこれらに限定されず、本来の機能又は性能を保持することができ、またその機能又は性能を最適化、変更することができる。 "Modified" products include, but are not limited to, derivatives, modified products, genetically modified products, fusion products, etc. of the present invention, which can retain their original function or performance, and which Functionality or performance may be optimized or changed.
溶出液(標的タンパク質を例とする):標的タンパク質を溶出するものであり、溶出した後、標的タンパク質は溶出液に存在する。 Eluate (eg target protein): to elute the target protein, after elution the target protein is present in the eluate.
洗浄液(標的タンパク質を例とする):不純物タンパク質を溶出するものであり、溶出した後、不純物タンパク質は洗浄液によって運び去られる。 Wash solution (eg target protein): to elute the impurity protein, which after elution is carried away by the wash solution.
結合力:結合能力であり、例えば磁性マイクロスフェアとあるタンパク質の結合能力である。 Avidity: Binding capacity, eg, binding capacity of a magnetic microsphere to a protein.
親和性作用力:濃度勾配の異なる基質溶液を用い、磁性マイクロスフェアが50%の基質のみを結合する場合の基質濃度である。 Affinity potency: Substrate concentration when magnetic microspheres bind only 50% of the substrate using substrate solutions with different concentration gradients.
IVTT:In vitro transcription and translation、生体外転写と翻訳システムであり、即ち無細胞タンパク質合成系である。無細胞タンパク質合成系は、外来の標的mRNA又はDNAをタンパク質合成テンプレートとし、人工制御によってタンパク質合成に必要な基質及び転写、翻訳関連タンパク質因子などの物質を追加し、標的タンパク質の合成を実現することができる。本発明の無細胞タンパク質合成系は特に制限されず、酵母細胞抽出物、大腸菌細胞抽出物、哺乳動物細胞抽出物、植物細胞抽出物、昆虫細胞抽出物に基づく無細胞タンパク質合成系のいずれか又は任意の組み合わせであってもよい。 IVTT: In vitro transcription and translation, an in vitro transcription and translation system, ie a cell-free protein synthesis system. A cell-free protein synthesis system uses an exogenous target mRNA or DNA as a template for protein synthesis, and adds substances such as substrates and transcription- and translation-related protein factors required for protein synthesis through artificial control to achieve target protein synthesis. can be done. The cell-free protein synthesis system of the present invention is not particularly limited, and any cell-free protein synthesis system based on yeast cell extract, E. coli cell extract, mammalian cell extract, plant cell extract, insect cell extract, or Any combination may be used.
本発明において、「翻訳関連酵素」、translation-related enzymes(TRENs)とは、核酸テンプレートからタンパク質生成物の合成過程に必要な酵素物質を意味し、翻訳過程に必要な酵素に限定されるものではない。核酸テンプレート:遺伝テンプレートとも呼ばれ、タンパク質合成テンプレートとする核酸配列を指し、DNAテンプレート、mRNAテンプレート及びそれらの組み合わせを含む。 In the present invention, "translation-related enzymes", translation-related enzymes (TRENs), means enzymatic substances necessary for the process of synthesizing a protein product from a nucleic acid template, and is not limited to enzymes necessary for the translation process. do not have. Nucleic acid template: Also called genetic template, refers to a nucleic acid sequence that serves as a template for protein synthesis, including DNA templates, mRNA templates and combinations thereof.
フロースルー:磁気ビーズと標的タンパク質を含む系とをインキュベートした後に収集された清液であり、そのうち磁気ビーズに捕捉されない残りの標的タンパク質を含む。例えば、実施例2では、アビジン-アフィニティタンパク質の複合体を含む溶液を、アフィニティカラムに加え、カラムを通過した後に出た溶液であり、例えばフロースルー1、フロースルー2及びフロースルー3は、それぞれ1回目に流出した溶液、2回目に流出した溶液及び3回目に流出した溶液を示す。 Flow-through: Clear fluid collected after incubating a system containing magnetic beads and target proteins, of which it contains residual target proteins not captured by the magnetic beads. For example, in Example 2, a solution containing a complex of an avidin-affinity protein is added to an affinity column, and is the solution that exits after passing through the column. The 1st, 2nd and 3rd run out solutions are shown.
RFUは、相対蛍光単位値(Relative Fluorescence Unit)である。 RFU is Relative Fluorescence Units.
eGFP:増強型緑色蛍光タンパク質(enhanced green fluorescence protein)である。本発明において、前記eGFPは広く野生型及びその変体を含み、野生型及びその変異体を含むがそれらに限定されない。 eGFP: enhanced green fluorescence protein. In the present invention, the eGFP broadly includes wild type and variants thereof, including but not limited to wild type and variants thereof.
mEGFP:eGFPのA206K変異体である。 mEGFP: A206K variant of eGFP.
「任意に」は、本発明の技術的解決手段を実現できることを選択基準として、あってもなくてもよいことを示す。本発明において、「任意の方式」とは、本発明の技術思想を適用すれば、本発明を実施することができることを示す。 "Optionally" indicates that the technical solution of the present invention can be implemented as a selection criterion, and may or may not be present. In the present invention, "arbitrary method" indicates that the present invention can be implemented by applying the technical idea of the present invention.
本発明において、「好ましい(例えば、prefer、preferable、preferably、preferredなど)」、「好ましくは」、「より好ましい」、「さらに好ましい」、「最も好ましい」などの好ましい実施形態は、発明の範囲や保護範囲を何ら限定するものではなく、本発明の範囲や実施形態を限定するものではなく、いくつかの実施形態を例示したに過ぎない。 In the present invention, preferred embodiments such as "preferred (for example, prefer, preferred, preferred, preferred, etc.)", "preferably", "more preferred", "further preferred", and "most preferred" refer to the scope of the invention and It does not limit the scope of protection in any way, and does not limit the scope or embodiments of the present invention, but merely exemplifies some embodiments.
本発明の説明において、「好ましい一つ」、「好ましい一形態」、「好ましい一実施形態」、「好ましい一例」、「好ましい例」、「好ましい一実施方式では」、「いくつかの好ましい例では」、「いくつかの好ましい形態では」、「~が好ましい」、「好ましい」、「好ましくは」、「より好ましい」、「より好ましく」、「さらに好ましい」、「最も好ましい」などの好ましい形態、及び「一実施形態」、「一形態」、「例示」、「具体例」、「例が挙げられる」、「例として」、「例えば」、「例」、「など」などの模式的な列挙方式は、同様に発明の範囲及び保護範囲に対するいかなる意味での制限を構成せず、且つ各形態に説明された具体的な特徴は本発明の少なくとも一つの具体的な実施形態に含まれる。本発明において、各形態で説明された具体的な特徴はいずれかの一つ又は複数の具体的な実施形態において適切な形態で結合することができる。本発明において、各好ましい形態に対応する技術的特徴又は技術的解決手段は任意の適切な形態で結合することができる。 In the description of the present invention, "preferred one", "preferred form", "preferred embodiment", "preferred example", "preferred example", "in a preferred mode of implementation", "in some preferred examples ", "in some preferred forms", "preferred", "preferred", "preferred", "more preferred", "more preferred", "further preferred", "most preferred", etc. and schematic recitations such as "one embodiment", "one form", "illustration", "example", "example", "example", "for example", "example", "such as" The scheme likewise does not in any way constitute a limitation on the scope and protection of the invention, and the specific features described in each form are included in at least one specific embodiment of the invention. In the present invention, the specific features described in each form can be combined in any suitable form in any one or more specific embodiments. In the present invention, the technical features or technical solutions corresponding to each preferred form can be combined in any suitable form.
本発明において、「それらの任意の組み合わせ」とは、数的には「1より大きい」、範囲的には「いずれか1つを選択してもよいし、又は少なくとも2つからなるグループを選択してもよい」。 In the present invention, "any combination thereof" means numerically "greater than 1", range-wise "any one may be selected, or a group consisting of at least two You may."
本発明において、「一つ又は複数」、「一種又は複種」など「1又は複数」の説明は、「少なくとも一つ」、「少なくとも一種」、「それらの組み合わせ」、「又はその組み合わせ」、「及びその組み合わせ」、「又はその任意の組み合わせ」、「及びその任意の組み合わせ」などと同じ意味を有し、交換して使用することができ、数量が「1」又は「1以上」に等しいことを示す。 In the present invention, the description of "one or more" such as "one or more", "one or more" means "at least one", "at least one", "a combination thereof", "or a combination thereof", " and any combination thereof", "or any combination thereof", "and any combination thereof", etc., have the same meaning and can be used interchangeably, and that the quantity is equal to "one" or "one or more" indicates
本発明において、「又は/及び」を採用し、「及び/又は」は「任意に一つ又はその組み合わせ」ことを表し、その少なくとも一つを示す。 In the present invention, "or/and" is employed, and "and/or" represents "arbitrarily one or a combination thereof" and indicates at least one of them.
本発明に記載の「通常」、「常規」、「一般」、「常に」、「往往」などの方式で説明された従来の技術的手段は、いずれも本発明の内容の参考として引用され、特に説明しない限り、本発明の一部の技術的特徴の好ましい一形態と見なすことができ、且つ注意すべきことは、発明の範囲及び保護範囲に対するいかなる意味での制限を構成しないことである。 The conventional technical means described in the manner of "usually", "usually", "general", "always", "usually", etc. described in the present invention are all cited as reference for the content of the present invention, Unless otherwise stated, it can be regarded as a preferred form of some technical features of the present invention, and it should be noted that it does not constitute any limitation on the scope and protection scope of the invention in any way.
本発明に言及された全ての文献及びそれらの文献から直接又は間接的に引用された文献は、いずれも本出願において参考として引用され、各文献が単独で参考として引用されるようである。 All documents mentioned in the present invention and documents directly or indirectly cited from those documents are incorporated by reference in this application, and each document appears to be individually cited by reference.
理解すべきものとして、本発明の範囲内において、本発明の上記各技術的特徴と以下(実施例に限定されるものを含むがそれらに限定されない)に具体的に説明される各技術的特徴との間はいずれも互いに組み合わせることができ、それにより新たな又は好ましい技術的解決手段を構成し、本発明を実施することができるだけである。紙面の都合上、そのすべてを繰り返すことはしない。 It should be understood that within the scope of the present invention, each of the above technical features of the present invention and each of the technical features specifically described below (including but not limited to the examples) can only be combined with each other to form new or preferred technical solutions and implement the present invention. Due to space limitations, I will not repeat all of them.
1.本発明の第1の態様は、生体磁性マイクロスフェアを提供し、前記生体磁性マイクロスフェアは、磁性マイクロスフェア本体を含み、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを少なくとも1種有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、ビオチン又はビオチン類似体が連結されている。 1. A first aspect of the present invention provides biomagnetic microspheres, said biomagnetic microspheres comprising a magnetic microsphere body, the outer surface of said magnetic microsphere body having a linear backbone and branched chains. one end of the linear main chain is fixed to the outer surface of the magnetic microsphere body, the other end of the polymer is free from the outer surface of the magnetic microsphere body, and the polymer of the magnetic microsphere is ligated to the branched end of biotin or a biotin analogue.
本発明の第1の態様の生体磁性マイクロスフェアは、ビオチン磁性マイクロスフェア又はビオチン磁気ビーズとも呼ばれる。 The biomagnetic microspheres of the first aspect of the invention are also called biotin magnetic microspheres or biotin magnetic beads.
前記生体磁性マイクロスフェアの典型的な構造を図1に示す。 A typical structure of the biomagnetic microspheres is shown in FIG.
前記ビオチン又はビオチン類似体は、精製媒体とすることができるだけでなく、連結要素としてさらに他のタイプの精製媒体と連結することもできる。 Said biotin or biotin analogue can not only serve as a purification medium, but can also be linked as a linking element to still other types of purification media.
現在一般的に使用されるゲル系多孔質材料、例えばアガロース系に比べて、大部分の市販マイクロスフェアはアガロース系材料を採用する。多孔質材料は豊富な細孔構造を有し、それにより大きな比表面積を提供し、精製基質に高い結合量を提供するが、それに応じて、タンパク質を吸着又は溶出する時に、タンパク質分子が多孔質材料内部の複雑な細孔通路に追加的に進入又は脱出する必要があり、より多くの時間がかかり、また滞留しやすい。それに比べて、本発明の提供する標的タンパク質捕捉用の結合部位は生体磁性マイクロスフェアの外表面空間のみを利用し、且つ吸着及び溶出を行う時、複雑な網状通路を経る必要がなく、溶出液に直接放出することができ、それにより溶出時間を大幅に低減させ、溶出効率を向上させ、滞留割合を低減させ、精製収率を向上させる。 Most commercial microspheres employ agarose-based materials, as compared to gel-based porous materials commonly used today, such as agarose-based materials. Porous materials have a rich pore structure, which provides a large specific surface area and high binding capacity for purification matrices, but correspondingly, protein molecules are porous when adsorbing or eluting proteins. Requires additional entry or exit through complex pore passages inside the material, which is more time consuming and prone to retention. In contrast, the binding site for target protein capture provided by the present invention utilizes only the outer surface space of the biomagnetic microspheres, and does not need to pass through complicated network passages during adsorption and elution, and the elution solution can be released directly into the water, thereby greatly reducing the elution time, improving the elution efficiency, reducing the retention rate and improving the purification yield.
1.1.磁性マイクロスフェア本体
本発明において、前記磁性マイクロスフェア本体の体積は任意の実行可能な粒径サイズであってもよい。
1.1. Magnetic Microsphere Bodies In the present invention, the volume of the magnetic microsphere bodies can be of any viable particle size.
比較的小さい粒子サイズは、磁性マイクロスフェアが混合系において懸濁することを実現することに役立ち、タンパク質生成物とより十分に接触し、タンパク質生成物の捕捉効率及び結合率を向上させる。いくつかの好ましい態様では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径サイズは、0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm、0.35μm、0.4μm、0.45μm、0.5μm、0.55μm、0.6μm、0.65μm、0.7μm、0.75μm、0.8μm、0.85μm、0.9μm、0.95μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μmから選択されるいずれの一つの粒子径スケール又はいずれのの2つの粒子径スケール(偏差は±25%、±20%、±15%、±10%であってもよい)の間の範囲である。特に説明がない限り、前記直径サイズとは平均サイズを指す。 A relatively small particle size helps ensure that the magnetic microspheres are suspended in a mixed system and have more intimate contact with the protein product, improving the capture efficiency and binding rate of the protein product. In some preferred embodiments, the diameter size of the magnetic microsphere body is 0.1 μm, 0.15 μm, 0.2 μm, 0.25 μm, 0.3 μm, 0.35 μm, 0.4 μm, 0.45 μm, 0 .5 μm, 0.55 μm, 0.6 μm, 0.65 μm, 0.7 μm, 0.75 μm, 0.8 μm, 0.85 μm, 0.9 μm, 0.95 μm, 1 μm, 1.5 μm, 2 μm, 2.5 μm , 3 μm, 3.5 μm, 4 μm, 4.5 μm, 5 μm, 5.5 μm, 6 μm, 6.5 μm, 7 μm, 7.5 μm, 8 μm, 8.5 μm, 9 μm, 9.5 μm, 10 μm, 15 μm, 20 μm, 25 μm , 30 μm, 35 μm, 40 μm, 45 μm, 50 μm, 55 μm, 60 μm, 65 μm, 70 μm, 75 μm, 80 μm, 85 μm, 90 μm, 95 μm, 100 μm, 150 μm, 200 μm, 250 μm, 300 μm, 350 μm, 400 μm, 450 μm, 500 μm, 500 μm, 500 μm , 650 μm, 700 μm, 750 μm, 800 μm, 850 μm, 900 μm, 950 μm, 1000 μm, any one particle size scale or any two particle size scales (with deviations of ±25%, ±20%, ±15% , may be ±10%). Unless otherwise stated, the diameter size refers to the average size.
前記磁性マイクロスフェア本体の体積は任意の実行可能な粒径サイズであってもよい。 The volume of the magnetic microsphere body can be of any viable particle size.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.1~10μmから選択される。 In some preferred forms, the diameter of said magnetic microsphere body is selected from 0.1-10 μm.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.2~6μmから選択される。 In some preferred forms, the diameter of said magnetic microsphere body is selected from 0.2-6 μm.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.4~5μmから選択される。 In some preferred forms, the diameter of said magnetic microsphere body is selected from 0.4-5 μm.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.5~3μmから選択される。 In some preferred forms, the diameter of said magnetic microsphere body is selected from 0.5-3 μm.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.2~1μmから選択される。 In some preferred forms, the diameter of said magnetic microsphere body is selected from 0.2-1 μm.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.5~1μmから選択される。 In some preferred forms, the diameter of said magnetic microsphere body is selected from 0.5-1 μm.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の平均直径は、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、950nm、1000nmから選択され、前記近似数は±25%、±20%、±15%、±10%であってもよい。 In some preferred forms, said magnetic microsphere bodies have an average diameter of and the approximate number may be ±25%, ±20%, ±15%, ±10%.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は1μm~1mmから選択される。 In some preferred forms, the diameter of said magnetic microsphere body is selected from 1 μm to 1 mm.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は、例えば1μm、10μm、100μm、200μm、500μm、800μm、1000μmであり、偏差範囲は±25%、±20%、±15%、±10%である。 In some preferred forms, the diameter of the magnetic microsphere body is e.g. %.
異なる磁性材料は異なるタイプの活性化部位を提供することができ、精製媒体と結合する方式の違いを生成することができ、且つ磁石で分散及び沈降する能力も異なり、また精製基質タイプに対して選択性を生成することができる。 Different magnetic materials can provide different types of activation sites, can produce different modes of binding with the purification medium, and have different abilities to disperse and sediment with a magnet, and can also vary with the purification substrate type. Selectivity can be generated.
磁性マイクロスフェア本体、及び磁性マイクロスフェア本体を含む磁性マイクロスフェアは、印加磁場の作用で迅速に位置決め、ガイド及び分離することができる一方、表面変性又は化学重合などの方法によって磁性マイクロスフェア表面に複数の活性機能基、例えば水酸基、カルボキシル基、アルデヒド基、アミノ基などを付与することができ、また、磁性マイクロスフェアは共有結合又は非共有結合の方式によって抗体、DNAなどの生物活性物質を結合することができる。 Magnetic microsphere bodies, and magnetic microspheres comprising magnetic microsphere bodies, can be rapidly positioned, guided, and separated under the action of an applied magnetic field, while multiple magnetic microsphere surfaces are formed on the magnetic microsphere surfaces by methods such as surface modification or chemical polymerization. can be provided with active functional groups such as hydroxyl, carboxyl, aldehyde, and amino groups, and the magnetic microspheres can bind biologically active substances such as antibodies and DNA by covalent or non-covalent methods. be able to.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体は、SiO2で被覆された磁性材料である。ここで、SiO2被覆層は自身に活性部位を持つシランカップリング剤を含んでもよい。 In some preferred forms, the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO2 . Here, the SiO2 coating layer may contain a silane coupling agent having an active site on itself.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性材料は、鉄化合物(例えば鉄酸化物)、鉄合金、コバルト化合物、コバルト合金、ニッケル化合物、ニッケル合金、マンガン酸化物、マンガン合金、亜鉛酸化物、ガドリニウム酸化物、クロム酸化物、及びそれらの組み合わせから選択される。 In some preferred forms, the magnetic material is an iron compound (e.g., iron oxide), iron alloy, cobalt compound, cobalt alloy, nickel compound, nickel alloy, manganese oxide, manganese alloy, zinc oxide, gadolinium oxide. , chromium oxide, and combinations thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記鉄酸化物は、例えばマグネタイト(Fe3O4)、マグヘマイト(γ-Fe2O3)又は前記2種類の酸化物の組み合わせであり、好ましくは四酸化三鉄である。 In some preferred forms, the iron oxide is, for example, magnetite (Fe 3 O 4 ), maghemite (γ-Fe 2 O 3 ) or a combination of the two oxides, preferably triiron tetroxide. be.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性材料は、Fe3O4、γ-Fe2O3、窒化鉄、Mn3O4、AlNi(Co)、FeCrMo、FeAlC、AlNiCo、FeCrCo、ReCo、ReFe、PtCo、MnAlC、CuNiFe、AlMnAg、MnBi、FeNi(Mo)、FeSi、FeAl、FeNi(Mo)、FeSiAl、BaO・6Fe2O3、SrO・6Fe2O3、PbO・6Fe2O3、GdO及びそれらの組み合わせから選択される。ここで、前記Reは希土類元素であるレニウムである。 In some preferred forms, the magnetic material is Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 , iron nitride, Mn 3 O 4 , AlNi(Co), FeCrMo, FeAlC, AlNiCo, FeCrCo, ReCo, ReFe, PtCo , MnAlC, CuNiFe, AlMnAg, MnBi, FeNi(Mo), FeSi, FeAl, FeNi(Mo), FeSiAl , BaO.6Fe2O3 , SrO.6Fe2O3 , PbO.6Fe2O3 , GdO and their Selected from a combination. Here, Re is rhenium, which is a rare earth element.
1.2.大量の分岐鎖末端を提供するポリマー構造
前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを少なくとも1種有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離する。
1.2. A polymeric structure that provides a large amount of branched chain ends The outer surface of the magnetic microsphere body has at least one polymer with a linear backbone and branched chains, and one end of the linear backbone is the magnetic microsphere body The other end of the polymer is free from the outer surface of the magnetic microsphere body.
前記「~に固定する」とは、共有結合の方式で磁性マイクロスフェア本体の外表面「に固定される」ことを指す。 The term "fixed to" refers to being "fixed to" the outer surface of the magnetic microsphere body in a covalent manner.
いくつかの好ましい形態では、前記ポリマーは、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面に直接的に、又は連結要素を介して間接的に共有結合されている。 In some preferred forms, the polymer is covalently attached to the outer surface of the magnetic microsphere body either directly or indirectly via a linking element.
前記ポリマーは線状主鎖を有し、この場合、ポリマーは線状主鎖の高い柔軟性を有するだけでなく、また分岐鎖数の高倍率増幅利点を有し、高レートやハイスループットの結合、高効率、高比率(高収率)の分離をよりよく実現することができる。 Said polymer has a linear backbone, in which case the polymer not only has the high flexibility of the linear backbone, but also has the advantage of high-fold amplification of the number of branched chains, enabling high-rate and high-throughput binding. , high-efficiency, high-ratio (high-yield) separations can be better achieved.
本発明の磁性マイクロスフェアについて、ポリマーの一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に共有結合され、全ての分岐鎖と全ての官能基を含む残りの端がいずれも溶液に溶解され、磁性マイクロスフェア本体の外部空間に分布され、分子鎖が十分に伸びて揺動することができ、分子鎖が溶液中の他の分子と十分に接触することができ、さらに標的タンパク質の捕捉を強化することができる。標的タンパク質を磁性マイクロスフェアから溶出する時、標的タンパク質を磁性マイクロスフェアの拘束から直接脱出させ、溶出液に直接入れる。磁性マイクロスフェア本体の外表面に物理的に巻き付けられ又は磁性マイクロスフェア本体と一体に形成されたポリマーに比べて、このような線状主鎖によって一端が共有結合で固定されたポリマー(いくつかの好ましい形態において単一の一本のポリマー線状主鎖を共有結合で固定し、他のいくつかの好ましい形態において主鎖固定端から2又は3本の線状主鎖が共有結合的に引き出される)は分子鎖のスタッキングを効果的に低減することができ、分子鎖が溶液における伸展及び揺動を強化し、標的タンパク質に対する捕捉を強化し、溶出時の標的タンパク質の滞留割合及び滞留時間を低減する。 For the magnetic microspheres of the present invention, one end of the polymer is covalently attached to the outer surface of the magnetic microsphere body, and the remaining ends containing all branched chains and all functional groups are both dissolved in a solution, and the magnetic microsphere body is The molecular chains can be sufficiently stretched and oscillated, and the molecular chains can be sufficiently contacted with other molecules in the solution, further enhancing the capture of the target protein. . When the target protein is eluted from the magnetic microspheres, it directly escapes from the confinement of the magnetic microspheres and enters directly into the eluate. Polymers covalently anchored at one end by such linear backbones (some In preferred embodiments, a single single polymer linear backbone is covalently anchored, and in some other preferred embodiments, two or three linear backbones are covalently drawn from the anchored ends of the backbone. ) can effectively reduce the stacking of molecular chains, enhance the extension and rocking of molecular chains in solution, enhance the capture of target proteins, and reduce the retention rate and retention time of target proteins during elution. do.
1.2.1.本発明により提供される生体磁性マイクロスフェアのポリマーの主鎖
いくつかの好ましい形態では、前記線状主鎖は、ポリオレフィン主鎖、又はアクリル系ポリマー主鎖である。
1.2.1. Polymer Backbone of Biomagnetic Microspheres Provided by the Present Invention In some preferred forms, the linear backbone is a polyolefin backbone or an acrylic polymer backbone.
他のいくつかの好ましい形態では、前記ポリマーの線状主鎖は、アクリル系ポリマー主鎖である。ポリオレフィン主鎖(線状主鎖は炭素原子のみ)であってもよいし、線状主鎖にヘテロ原子を含んでいてもよい(ヘテロ原子は非炭素原子)。 In some other preferred forms, the linear backbone of the polymer is an acrylic polymer backbone. It may be a polyolefin backbone (the linear backbone is only carbon atoms) or it may contain heteroatoms in the linear backbone (the heteroatoms are non-carbon atoms).
いくつかの好ましい形態では、前記ポリマーの主鎖はポリオレフィン主鎖である。前記アクリル系ポリマーのモノマー単位が、アクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステルなどのアクリル系モノマー分子、又はそれらの組み合わせである。前記アクリル系ポリマーは、上記モノマーのいずれかを重合することにより得られてもよく、上記モノマーの適宜組み合わせを共重合することにより得られてもよい。 In some preferred forms, the polymer backbone is a polyolefin backbone. The monomer unit of the acrylic polymer is an acrylic monomer molecule such as acrylic acid, acrylate, acrylate, methacrylic acid, methacrylate, methacrylate, or a combination thereof. The acrylic polymer may be obtained by polymerizing any of the above monomers, or may be obtained by copolymerizing an appropriate combination of the above monomers.
いくつかの好ましい形態では、前記ポリマーの線状主鎖はポリオレフィン主鎖である。具体的には、例えば、ポリオレフィン主鎖は、アクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステル系モノマーのいずれか一つの重合物に提供された主鎖であり、又はそれらの組み合わせの重合生成物に提供された主鎖(その共重合物に提供された主鎖)であり、又は上記モノマーが重合に関与して形成される共重合物の主鎖である。上記モノマーを組み合わせた重合生成物としては、例えば、アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸メチル-メタクリル酸ヒドロキシエチル共重合体(MMA-HEMA共重合体)、アクリル酸-アクリル酸ヒドロキシプロピル共重合体などが挙げられる。上記モノマーが重合に関与して形成される共重合体としては、例えば、無水マレイン酸-アクリル酸共重合体が挙げられる。 In some preferred forms, the linear backbone of the polymer is a polyolefin backbone. Specifically, for example, the polyolefin main chain is a main chain provided to a polymer of any one of acrylic acid, acrylate, acrylate, methacrylic acid, methacrylate, and methacrylate monomer. , or the backbone provided to the polymerization product of a combination thereof (the backbone provided to the copolymer thereof), or the backbone of the copolymer formed when the above monomers participate in the polymerization . Polymerization products obtained by combining the above monomers include, for example, acrylic acid-acrylic acid ester copolymer, methyl methacrylate-hydroxyethyl methacrylate copolymer (MMA-HEMA copolymer), acrylic acid-hydroxypropyl acrylate. A copolymer etc. are mentioned. Examples of copolymers formed through polymerization of the above monomers include maleic anhydride-acrylic acid copolymers.
いくつかの好ましい形態では、前記線状主鎖は、ポリオレフィン主鎖であり、且つアクリル系ポリマーの主鎖から提供される。 In some preferred forms, the linear backbone is a polyolefin backbone and is provided from an acrylic polymer backbone.
いくつかの好ましい形態では、前記線状主鎖は、アクリル系ポリマー主鎖である。 In some preferred forms, the linear backbone is an acrylic polymer backbone.
他のいくつかの好ましい形態では、前記ポリマーの主鎖は、アクリル系ポリマー主鎖である。ポリオレフィン主鎖(主鎖は炭素原子のみ)であってもよく、主鎖にヘテロ原子(ヘテロ原子:非炭素原子)を含んでもよい。 In some other preferred forms, the polymer backbone is an acrylic polymer backbone. It may be a polyolefin backbone (the backbone is only carbon atoms) and may contain heteroatoms (heteroatoms: non-carbon atoms) in the backbone.
他のいくつかの好ましい形態では、前記ポリマーの主鎖が、ポリオレフィンブロックを含むブロック共重合体主鎖、例えば、ポリエチレングリコール-b-ポリアクリル酸共重合体(アクリル系共重合体の範囲に属する)である。線状主鎖の柔軟な揺動を円滑に発揮し、分岐鎖堆積を招くことがなく、滞留時間又は/及び割合を増大させることがないことが好ましい。 In some other preferred forms, the polymer backbone is a block copolymer backbone comprising polyolefin blocks, such as polyethylene glycol-b-polyacrylic acid copolymer (which belongs to the range of acrylic copolymers). ). It is preferred that the flexible rocking of the linear backbone is smoothly exerted without causing branch chain build-up and increasing the residence time or/and rate.
他のいくつかの好ましい形態では、前記ポリマーの主鎖が重縮合型主鎖である。前記重縮合型主鎖とは、モノマー分子又はオリゴマー同士の重縮合反応により形成され得る線状主鎖を意味する。前記縮重合型主鎖は、ホモ型であってもよく、共重合型であってもよい。例えば、ポリペプチド鎖、ポリアミノ酸鎖などである。具体的には、例えば、ε-ポリリジン鎖、α-ポリリジン鎖、γ-ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸鎖など、アスパラギン酸/グルタミン酸共重合体などが挙げられる。 In some other preferred forms, the polymer backbone is a polycondensed backbone. The polycondensation type main chain means a linear main chain that can be formed by a polycondensation reaction between monomer molecules or oligomers. The polycondensation-type main chain may be homotype or copolymer type. For example, polypeptide chains, polyamino acid chains, and the like. Specific examples include ε-polylysine chains, α-polylysine chains, γ-polyglutamic acid chains, polyaspartic acid chains, and aspartic acid/glutamic acid copolymers.
磁性マイクロスフェア本体の外表面の一つの結合部位が共有結合できる線状主鎖の数は1つ又は複数であってもよい。 The number of linear backbones to which one binding site on the outer surface of the magnetic microsphere body can be covalently bound may be one or more.
いくつかの好ましい形態では、磁性マイクロスフェア本体の外表面の一つの結合部位は、1本の線状主鎖のみを引き出し、線状主鎖に大きな活動空間を提供することができる。 In some preferred forms, one binding site on the outer surface of the magnetic microsphere body can pull out only one linear backbone, providing a large working space for the linear backbone.
他のいくつかの好ましい形態では、磁性マイクロスフェア本体の外表面の一つの結合部位は、2本の線状主鎖のみを引き出し、できるだけ線状主鎖に大きな活動空間を提供する。 In some other preferred forms, one binding site on the outer surface of the magnetic microsphere body pulls out only two linear backbones, providing as much activity space for the linear backbones as possible.
ポリマーの主鎖は、一端が磁気ビーズの外表面(生体磁性マイクロスフェアの外表面)に共有結合され、全ての分岐鎖と全ての機能基を含む残りの端がいずれも溶液に溶解され、磁気ビーズの外部空間に分布され、分子鎖が十分に伸びて揺動することができ、それにより分子鎖が溶液中の他の分子と十分に接触することができ、さらに標的タンパク質に対する捕捉を強化することができる。標的タンパク質を磁気ビーズから溶出する時、標的タンパク質を磁気ビーズの拘束から直接解放させ、溶出液に直接入れる。磁気ビーズの外表面に物理的に巻き付けられ又は磁気ビーズと一体に形成されたポリマーに比べて、ここで提供された線状主鎖の一端によって共有結合的に固定されたポリマー(最も好ましくは単一の1本のポリマー線状主鎖が共有結合的に固定され、また好ましくは主鎖固定端に2又は3本の線状主鎖が共有結合的に引き出される)は分子鎖のスタッキングを効果的に低減することができ、分子鎖が溶液における伸展及び揺動を強化し、標的タンパク質に対する捕捉を強化し、溶出時の標的タンパク質の滞留割合及び滞留時間を低減する。 The backbone of the polymer is covalently attached at one end to the outer surface of the magnetic bead (the outer surface of the biomagnetic microsphere), and the remaining ends containing all branches and all functional groups are both dissolved in solution and magnetically Distributed in the outer space of the beads, the molecular chains can be sufficiently stretched and oscillated, which allows the molecular chains to make sufficient contact with other molecules in the solution, further enhancing the capture to the target protein. be able to. When the target protein is eluted from the magnetic beads, it is directly released from the confinement of the magnetic beads and directly into the eluate. Polymers covalently anchored by one end of the linear backbones provided herein (most preferably single A single polymer linear backbone is covalently anchored, and preferably two or three linear backbones are covalently drawn to the anchored end of the backbone) effect stacking of the molecular chains. can be reduced exponentially, enhancing the stretching and rocking of the molecular chains in solution, enhancing capture of the target protein, and reducing the retention rate and residence time of the target protein during elution.
1.2.2.本発明により提供される生体磁性マイクロスフェアのポリマー分岐鎖
前記分岐鎖の数は磁性マイクロスフェア本体の大きさ、ポリマーの骨格構造タイプ、ポリマーの磁性マイクロスフェア本体の外表面における鎖密度(特に分岐鎖密度)などの要因に関連する。
1.2.2. Polymer branched chains of the biomagnetic microspheres provided by the present invention The number of said branched chains is the size of the magnetic microsphere body, the backbone structure type of the polymer, the chain density on the outer surface of the magnetic microsphere body of the polymer (particularly the branched chains). density).
ポリマー分岐鎖の数は複数であり、少なくとも3つである。側分岐鎖の数は磁性マイクロスフェアの大きさ、ポリマー主鎖の長さ、ポリマー主鎖に沿う側分岐鎖の線密度に関連し、ポリマーが磁性マイクロスフェアの外表面における鎖密度などの要因に関連する。ポリマー分岐鎖の数は、原料の仕込み比を制御することにより制御することができる。 The number of polymer branches is multiple and at least three. The number of side branches is related to the size of the magnetic microsphere, the length of the polymer backbone, the linear density of the side branches along the polymer backbone, and the polymer to factors such as chain density at the outer surface of the magnetic microsphere. Related. The number of polymer branched chains can be controlled by controlling the charging ratio of raw materials.
前記分岐鎖型ポリマーは、少なくとも3つの分岐鎖を有する。 The branched polymer has at least three branches.
それぞれの分岐鎖末端は、それぞれ独立に精製媒体と結合しているか、結合していない。 Each branched chain end may or may not be independently bound to a purification medium.
分岐鎖末端に精製媒体が結合されている場合には、各分岐鎖末端がそれぞれ独立して精製媒体に直接に結合されていてもよいし、連結要素を介して間接的に結合されていてもよい。 When a purification medium is bound to the branched chain ends, each branched chain end may be independently bound directly to the purification medium, or may be indirectly bound via a linking element. good.
分岐鎖末端に精製媒体が結合される場合、精製媒体の数は1つまたは複数であってもよい。 When purification media are attached to the ends of branched chains, the number of purification media may be one or more.
いくつかの好ましい形態では、1分子の前記分岐鎖型ポリマーは少なくとも3つの精製媒体と結合する。 In some preferred forms, one molecule of said branched polymer is associated with at least three purification media.
1.3.ビオチン又はビオチン類似体の結合方式
前記ビオチン又はビオチン類似体が前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される方式は特に限定されない。
1.3. Binding Mode of Biotin or Biotin Analog The mode in which the biotin or biotin analogue is linked to the branched end of the polymer is not particularly limited.
前記ビオチン又はビオチン類似体が前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される方式は、共有結合、超分子相互作用、又はそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。 The manner in which the biotin or biotin analog is linked to the branched ends of the polymer includes, but is not limited to, covalent bonding, supramolecular interactions, or combinations thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記共有結合は、動的共有結合であり、さらに好ましくは、前記動的共有結合は、イミン結合、アシルヒドラゾン結合、ジスルフィド結合、又はそれらの組み合わせを含む。 In some preferred forms, said covalent bond is a dynamic covalent bond, more preferably said dynamic covalent bond comprises an imine bond, an acylhydrazone bond, a disulfide bond, or a combination thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記超分子相互作用は、配位結合、アフィニティ複合体相互作用、静電吸着、水素結合、π-πオーバーラップ作用、疎水性相互作用、及びそれらの組み合わせから選択される。 In some preferred forms, said supramolecular interactions are selected from coordinate bonds, affinity complex interactions, electrostatic adsorption, hydrogen bonding, pi-pi overlap interactions, hydrophobic interactions, and combinations thereof. be.
いくつかの好ましい形態では、前記ポリマーの分岐鎖は、官能基に基づく共有結合によってビオチン又はビオチン類似体に共有結合し、ビオチン又はビオチン類似体をポリマー分岐鎖末端に共有結合するものである。生体磁性マイクロスフェアの外表面におけるポリマー分子の分岐鎖に含まれる官能基とビオチン又はビオチン類似体との共有結合反応により得ることができる。ここで、前記官能基の好ましい実施形態の一つは特異的結合部位(定義は具体的な実施形態の「名詞と用語」の部分を参照)である。 In some preferred forms, the branched chains of the polymer are covalently attached to biotin or biotin analogues by functional group-based covalent bonds, covalently attaching biotin or biotin analogues to the ends of the polymer branches. It can be obtained by covalent reaction of biotin or biotin analogues with functional groups contained in branched chains of polymer molecules on the outer surface of biomagnetic microspheres. Here, one of the preferred embodiments of said functional group is a specific binding site (see "Nouns and Terms" section of specific embodiments for definition).
前記官能基に基づく共有結合とは、官能基が共有結合に関与することによって形成される共有結合を意味する。好ましくは、前記官能基は、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基の塩形態、アミノ基の塩形態、ギ酸エステル基、又は前記官能基の組み合わせである。前記カルボキシル基の塩形態の好ましい形態の一つは、ナトリウム塩形式であり、例えばCOONaであり、前記アミノ基の塩形態の好ましい形態は無機塩形態であってもよく、有機塩形態であってもよく、塩酸塩、フッ化水素酸塩などの形態を含むがこれらに限定されない。前記「官能基の組み合わせ」とは、一つの磁性マイクロスフェアの外表面の全てのポリマー分子の全ての分岐鎖を指し、異なる官能基に基づいて共有結合の形成に関与することができる。ビオチンを例とし、即ち一つのビオチン磁性マイクロスフェアの外表面の全てのビオチン分子はそれぞれ異なる官能基と共有結合することができるが、一つのビオチン分子は一つの官能基のみと結合することができる。 The covalent bond based on the functional group means a covalent bond formed by participating in the covalent bond of the functional group. Preferably, said functional group is a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, a mercapto group, a salt form of a carboxyl group, a salt form of an amino group, a formate group, or a combination of said functional groups. One of the preferred salt forms of the carboxyl group is a sodium salt form, such as COONa, and the preferred salt form of the amino group may be an inorganic salt form or an organic salt form. may also include, but are not limited to, hydrochloride, hydrofluoride, and like forms. The "combination of functional groups" refers to all branches of all polymer molecules on the outer surface of one magnetic microsphere, which can participate in the formation of covalent bonds based on different functional groups. Taking biotin as an example, all biotin molecules on the outer surface of one biotin magnetic microsphere can be covalently bound with different functional groups, but one biotin molecule can only be bound with one functional group. .
2.本発明の第2の態様は、本発明の第1の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、前記ビオチン又はビオチン類似体は連結要素としてさらに精製媒体に連結している生体磁性マイクロスフェアを提供する。即ち、前記ポリマーの分岐鎖末端は、連結要素を介して精製媒体に連結しており、前記連結要素は、ビオチン又はビオチン類似体を含む。 2. A second aspect of the present invention is based on said biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the present invention, wherein said biotin or biotin analogue is further linked to a purification medium as a linking element. provide a sphere. That is, the branched ends of the polymer are linked to the purification medium via a linking element, the linking element comprising biotin or a biotin analogue.
精製媒体(purification element)
精製媒体は、混合系から標的物質を特異的に捕捉する機能性要件であり、即ち前記精製媒体と分離精製される標的物質分子との間に特異的な結合を行うことができる。捕捉された標的物質分子は適切な条件で溶出して放出され、それにより分離精製の目的を実現する。
purification element
A purification medium is a functional requirement that specifically captures a target substance from a mixed system, ie, a specific binding can occur between the purification medium and target substance molecules to be separated and purified. The captured target substance molecules are eluted and released under appropriate conditions, thereby achieving the purpose of separation and purification.
前記精製媒体はタンパク質類物質を標的物質とする場合、標的タンパク質自体又は標的タンパク質に携帯される精製タグと、互いに特異的な結合作用を形成することができる。したがって、標的タンパク質精製タグに用いることができる物質は、いずれも精製媒体の選択可能な方式とすることができ、精製媒体として用いられるペプチド又はタンパク質は、標的タンパク質における精製タグの選択可能な方式とすることができる。 When the target substance is a protein substance, the purification medium can form a specific binding action with the target protein itself or with a purification tag carried by the target protein. Therefore, any substance that can be used for a target protein purification tag can be a selectable format for a purification medium, and a peptide or protein used as a purification medium can be a selectable format for a purification tag for a target protein. can do.
2.1.精製媒体のタイプ
前記精製媒体は、アビジン型タグ、ポリペプチド型タグ、タンパク質型タグ、抗体型タグ、抗原型タグ、又はそれらの組み合わせを含有してもよいが、これらに限定されない。
2.1. Types of Purification Media The purification media may contain, but are not limited to, avidin-type tags, polypeptide-type tags, protein-type tags, antibody-type tags, antigen-type tags, or combinations thereof.
好ましい一形態では、前記アビジン型タグは、アビジン、ビオチンと結合可能なアビジン類似体、ビオチン類似体と結合可能なアビジン類似体、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, the avidin-type tag is avidin, an avidin analogue capable of binding to biotin, an avidin analogue capable of binding to a biotin analogue, or a combination thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記精製媒体は、アビジン、ビオチン又はその類似体と結合可能なアビジン類似体、ビオチン、アビジン又はその類似体と結合可能なビオチン類似体、アフィニティタンパク質、抗体、抗原、DNA、又はそれらの組み合わせである。 In some preferred forms, the purification medium comprises avidin, an avidin analogue capable of binding to biotin or an analogue thereof, biotin, a biotin analogue capable of binding to avidin or an analogue thereof, an affinity protein, an antibody, an antigen, a DNA , or a combination thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端にはビオチンが連結されており、前記精製媒体はアビジンであり、且つ前記アビジンとの間でアフィニティ複合体の結合作用を形成する。 In some preferred forms, biotin is linked to the branched ends of the polymers of the biomagnetic microspheres, the purification medium is avidin, and an affinity complex is formed with the avidin. do.
いくつかの好ましい形態では、前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体のいずれか、又はそれらの組み合わせである。 In some preferred forms, the avidin is streptavidin, denatured streptavidin, streptavidin analogs, or a combination thereof.
前記アビジン類似体は、例えばtamavidin 1、tamavidin 2などである。Tamavidin1及びTamavidin2は、Yamamotoらが2009年に発見したビオチン結合能力を有するタンパク質であり(Takakura Y et al.Tamavidins:Novel avidin-like biotin-binding proteins from the Tamogitake mushroom[J].FEBS Journal,2009,276,1383-1397)、それらはストレプトアビジンと類似の強いビオチン親和性を有する。Tamavidin2の熱安定性はストレプトアビジンより優れ、そのアミノ酸配列は関連データベースから検索することができ、例えばUniProt B9A0T7であり、またコドン変換、最適化プログラムによって最適化してDNA配列を得ることもできる。
Said avidin analogues are, for example,
前記ビオチン類似体は、例えばWSHPQFEK配列又はその変体配列、WRHPQFGG配列又はその変体配列、などである。 The biotin analogues are, for example, the WSHPQFEK sequence or its variant sequences, the WRHPQFGG sequence or its variant sequences, and the like.
いくつかの好ましい形態では、前記精製媒体は、ポリペプチドタグ、タンパク質タグ又はその組み合わせである。 In some preferred forms, the purification medium is a polypeptide tag, protein tag, or a combination thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記精製媒体はアフィニティタンパク質である。 In some preferred forms, the purification medium is an affinity protein.
前記アフィニティタンパク質の例として、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインLなどを含むがそれらに限定されない。 Examples of said affinity proteins include, but are not limited to, protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G, denatured protein L, and the like.
前記抗体、抗原の定義は用語部分を参考し、そのドメイン、サブユニット、断片、重鎖、軽鎖、一本鎖断片(例えばナノ抗体、軽鎖が欠失した重鎖、重鎖可変領域、相補決定領域など)、エピトープ(epitope)、エピトープペプチド、前記いずれかの変体、などを含むがそれらに限定されないことを理解すべきである。 The definitions of the antibodies and antigens refer to the term part, domain, subunit, fragment, heavy chain, light chain, single chain fragment (e.g. nanobody, light chain deleted heavy chain, heavy chain variable region, complementarity determining regions, etc.), epitopes, epitope peptides, variants of any of the foregoing, and the like.
いくつかの好ましい形態では、前記ポリペプチド型タグは、CBPタグ、ヒスチジンタグ、C-Mycタグ、FLAGタグ、Spotタグ、Cタグ、Aviタグ、WSHPQFEK配列を含むタグ、WSHPQFEKの変体配列を含むタグ、WRHPQFGG配列を含むタグ、WRHPQFGGの変体配列を含むタグ、RKAAVSHW配列を含むタグ、RKAAVSHWの変体配列を含むタグ、又はそれらの組み合わせから選択されるいずれかのタグ又はその変体である。 In some preferred embodiments, the polypeptide-type tag is a CBP tag, a histidine tag, a C-Myc tag, a FLAG tag, a Spot tag, a C tag, an Avi tag, a tag containing a WSHPQFEK sequence, a tag containing a variant sequence of WSHPQFEK. , a tag comprising a WRHPQFGG sequence, a tag comprising a variant sequence of WRHPQFGG, a tag comprising a RKAAVSHW sequence, a tag comprising a variant sequence of RKAAVSHW, or combinations thereof or variants thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記タンパク質タグは、アフィニティタンパク質、SUMOタグ、GSTタグ、MBPタグ、又はそれらの組み合わせから選択されるいずれかのタグ又はその変体であり、より好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインL、又はそれらの組み合わせから選択される。 In some preferred forms, said protein tag is any tag or variant thereof selected from an affinity protein, a SUMO tag, a GST tag, an MBP tag, or combinations thereof, more preferably said affinity protein is , protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G, denatured protein L, or combinations thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、抗体、抗体の断片、抗体の一本鎖、一本鎖の断片、抗体融合タンパク質、抗体断片の融合タンパク質のいずれか、いずれかの誘導体、又はいずれかの変体である。 In some preferred embodiments, the antibody-based tag is an antibody, a fragment of an antibody, a single chain of an antibody, a single chain fragment, an antibody fusion protein, a fusion protein of an antibody fragment, a derivative of any, or A variant of either.
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、抗タンパク質の抗体である。
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、抗蛍光タンパク質の抗体である。
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、ナノ抗体である。
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、抗タンパク質のナノ抗体である。
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、抗蛍光タンパク質のナノ抗体である。
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、抗緑色蛍光タンパク質又はその変異体の抗体である。
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、Fc断片である。
In some preferred forms, the antibody-based tag is an anti-protein antibody.
In some preferred forms, the antibody-based tag is an anti-fluorescent protein antibody.
In some preferred forms, the antibody-based tag is a nanobody.
In some preferred forms, the antibody-based tag is an anti-protein nanobody.
In some preferred forms, the antibody-based tag is an anti-fluorescent protein nanobody.
In some preferred forms, the antibody-based tag is an anti-green fluorescent protein or variant thereof antibody.
In some preferred forms, said antibody-based tag is an Fc fragment.
2.2.精製媒体の担持方式
前記精製媒体が前記ビオチン又はビオチン類似体に連結される方式は特に制限されない。
2.2. Supporting Method of Purification Medium The method in which the purification medium is linked to the biotin or biotin analogue is not particularly limited.
前記精製媒体が前記ビオチン又はビオチン類似体に連結される方式は、共有結合、非共有結合(例えば、超分子相互作用)、連結要素、又はそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。 The manner in which the purification medium is linked to the biotin or biotin analog includes, but is not limited to, covalent bonds, non-covalent bonds (eg, supramolecular interactions), linking elements, or combinations thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記共有結合は、動的共有結合であり、さらに好ましくは、前記動的共有結合は、イミン結合、アシルヒドラゾン結合、ジスルフィド結合、又はそれらの組み合わせを含む。 In some preferred forms, said covalent bond is a dynamic covalent bond, more preferably said dynamic covalent bond comprises an imine bond, an acylhydrazone bond, a disulfide bond, or a combination thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記超分子相互作用は、配位結合、アフィニティ複合体相互作用、静電吸着、水素結合、π-πオーバーラップ作用、疎水性相互作用、及びそれらの組み合わせから選択される。 In some preferred forms, said supramolecular interactions are selected from coordinate bonds, affinity complex interactions, electrostatic adsorption, hydrogen bonding, pi-pi overlap interactions, hydrophobic interactions, and combinations thereof. be.
前記生体磁性マイクロスフェアのいくつかの好ましい形態では、前記精製媒体は、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される。 In some preferred forms of the biomagnetic microspheres, the purification media are linked to the branched ends of the polymer by linking elements comprising affinity complexes.
いくつかの好ましい形態では、前記ビオチン又はビオチン類似体は、アフィニティ複合体作用によってアビジン又はアビジン類似体に結合し、前記精製媒体は、前記アビジン又はアビジン類似体に直接又は間接的に結合する。 In some preferred forms, the biotin or biotin analogue is bound to avidin or an avidin analogue by affinity complexing, and the purification medium directly or indirectly binds to the avidin or avidin analogue.
いくつかの好ましい形態では、前記アフィニティ複合体相互作用は、ビオチン-アビジン相互作用、ビオチン類似体-アビジン相互作用、ビオチン-アビジン類似体相互作用、ビオチン類似体-アビジン類似体相互作用から選択される。 In some preferred forms, said affinity complex interaction is selected from biotin-avidin interaction, biotin analogue-avidin interaction, biotin-avidin analogue interaction, biotin analogue-avidin analogue interaction .
いくつかの好ましい形態では、アフィニティ複合体の選択基準は、特異性に優れ、親和力が強く、さらに化学的に結合可能な部位を提供し、それによってアフィニティ複合体をポリマー分岐鎖末端に共有結合されることができ、又は化学修飾された後に磁性マイクロスフェア本体の外表面、例えば外表面の結合部位、線形ポリマーの主鎖末端、分岐鎖型ポリマーの分岐鎖末端に共有結合されることができることである。例えば、ビオチン又はその類似体とアビジン又はその類似体、抗原及び抗体などからの物質の組み合わせである。 In some preferred forms, the selection criteria for the affinity conjugate are to provide a highly specific, high affinity, yet chemically conjugable site whereby the affinity conjugate is covalently attached to the polymer branch ends. or can be covalently attached to the outer surface of the magnetic microsphere body after being chemically modified, e.g. be. For example, combinations of substances from biotin or its analogues and avidin or its analogues, antigens and antibodies and the like.
ロード方式に動的共有結合、超分子相互作用(特にアフィニティ複合体相互作用)を含む場合、可逆的なロード方式を形成し、精製媒体は一定の条件で分岐鎖末端からアンロードすることができ、さらに更新又は交換を行う。 If the loading scheme involves dynamic covalent bonding, supramolecular interactions (especially affinity complex interactions), it forms a reversible loading scheme, and purification media can be unloaded from branched chain ends under certain conditions. , further update or replace.
精製媒体の更新は、磁性マイクロスフェアの再生に対応し、更新前後の精製媒体の種類は同じである。 Renewal of purification media corresponds to regeneration of magnetic microspheres, and the type of purification media before and after renewal is the same.
精製媒体の交換は、磁性マイクロスフェアの変更に対応し、交換前後の精製媒体の種類が異なる。 The exchange of purification media corresponds to changing the magnetic microspheres, and the types of purification media before and after the exchange are different.
いくつかの好ましい形態では、前記精製媒体はアビジンであり、さらに前記アビジンと結合するビオチンを含み、ここでビオチンは連結要素とし、ビオチンとアビジンとの間はアフィニティ複合体の結合作用を形成する。 In some preferred forms, the purification medium is avidin and further comprises biotin that binds to the avidin, wherein the biotin is a linking member and the binding of the affinity complex between biotin and avidin.
いくつかの好ましい形態では、前記精製媒体はアフィニティタンパク質であり、さらに前記アフィニティタンパク質と連結するアビジン、及び前記アビジンと結合するビオチンを含み、ここで、ビオチンとアビジンとの間にアフィニティ複合体の結合作用を形成し、アフィニティ複合体を連結要素とする。 In some preferred forms, the purification medium is an affinity protein and further comprises avidin linked to the affinity protein and biotin linked to the avidin, wherein binding of the affinity complex between biotin and avidin form an action, with the affinity complex as the linking element.
いくつかの好ましい形態では、前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端に、順次にビオチン、アビジン、精製媒体が連結される。さらに好ましい一形態では、前記精製媒体は抗体又は抗原である。前記アビジンと精製媒体との連結方式は、共有結合、非共有結合、連結要素、又はそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。 In some preferred forms, biotin, avidin, and purification media are sequentially linked to the branched ends of the polymer of the biomagnetic microspheres. In a further preferred form, said purification medium is an antibody or antigen. Modes of linking the avidin with the purification medium include, but are not limited to, covalent bonds, non-covalent bonds, linking elements, or combinations thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記精製媒体は、核酸、オリゴヌクレオチド、ペプチド核酸、核酸アプタマー、デオキシリボ核酸、リボ核酸、ロイシンファスナー、ヘリックスターンヘリックスモチーフ、ジンクフィンガーモチーフ、ビオチン、抗ビオチンタンパク質、ストレプトアビジン、抗ハプテン抗体など、それらの組み合わせを含む連結要素によって生体磁性マイクロスフェアのポリマー分岐鎖末端に連結されるが、これらに限定されない。無論、前記連結要素は、二本鎖核酸構造体、ダブルヘリックス、ホモハイブリッド又はヘテロハイブリッド(DNA-DNA、DNA-RNA、DNA-PNA、RNA-RNA、RNA-PNA又はPNA-PNAから選択されるホモハイブリッド又はヘテロハイブリッド)、又はそれらの組み合わせであってもよい。 In some preferred forms, the purification medium comprises nucleic acids, oligonucleotides, peptide nucleic acids, nucleic acid aptamers, deoxyribonucleic acids, ribonucleic acids, leucine fasteners, helix turn helix motifs, zinc finger motifs, biotin, anti-biotin proteins, streptavidin, The biomagnetic microspheres are linked to the polymer branched ends of the biomagnetic microspheres by linking elements, including but not limited to combinations thereof, such as anti-hapten antibodies. Of course, said linking elements are selected from double-stranded nucleic acid structures, double helices, homohybrids or heterohybrids (DNA-DNA, DNA-RNA, DNA-PNA, RNA-RNA, RNA-PNA or PNA-PNA homohybrids or heterohybrids), or combinations thereof.
2.3.精製媒体の作用機構
精製媒体が前記反応精製混合系における標的分子を捕捉する作用力は、共有結合、超分子相互作用、その組み合わせを含むがそれらに限定されないものから選択される。
2.3. Mechanism of Action of the Purification Medium The force with which the purification medium captures target molecules in the reaction-purification mixture system is selected from, but not limited to, covalent bonds, supramolecular interactions, and combinations thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記アフィニティ複合体相互作用は、ビオチン-アビジン相互作用、ビオチン類似体-アビジン相互作用、ビオチン-アビジン類似体相互作用、ビオチン類似体-アビジン類似体相互作用から選択される。 In some preferred forms, said affinity complex interaction is selected from biotin-avidin interaction, biotin analogue-avidin interaction, biotin-avidin analogue interaction, biotin analogue-avidin analogue interaction .
いくつかの好ましい形態では、前記標的物質は、ビオチン-アビジン結合力、Stregタグ-アビジン結合力、アビジン-アフィニティタンパク質結合力、ヒスチジンタグ-金属イオン親和力、抗体-抗原結合力、又はそれらの組み合わせの作用力方式によって前記生体磁性マイクロスフェアのポリマー分岐鎖末端に結合される。前記Stregタグは、主にIBA社が開発したアビジン又はその類似体と特異的結合作用を形成するペプチドタグを含むがそれらに限定されず、通常WSHPQFEK配列又はその変体配列を含む。 In some preferred forms, the target substance has biotin-avidin binding capacity, Streg tag-avidin binding capacity, avidin-affinity protein binding capacity, histidine tag-metal ion affinity, antibody-antigen binding capacity, or combinations thereof. The biomagnetic microspheres are bound to the polymer branched chain ends by a force method. The Streg tag mainly includes, but is not limited to, a peptide tag that forms a specific binding activity with avidin or its analogue developed by IBA, and usually includes a WSHPQFEK sequence or a modified sequence thereof.
2.4.精製媒体の再生と再利用
精製媒体がアフィニティ複合体、動的共有結合などの可逆方式によって本発明の生体磁性マイクロスフェアのポリマー分岐鎖末端に連結される場合、適切な条件で、精製媒体をポリマー分岐鎖末端から溶出し、さらに新たな精製媒体を再結合することができる。
2.4. Regeneration and Reuse of Purification Media If the purification media is linked to the polymer branched ends of the biomagnetic microspheres of the invention by reversible methods such as affinity complexes, dynamic covalent bonding, etc., under appropriate conditions, the purification media can be combined with the polymer. The branched ends can be eluted and recombined with new purification media.
アフィニティ複合体相互作用がビオチンとストレプトアビジンとの間のアフィニティ複合体作用力を例とする。 Affinity complex interactions are exemplified by affinity complex interactions between biotin and streptavidin.
ビオチンとストレプトアビジンとの間の極めて強い親和力は、典型的なアフィニティ複合体の結合作用であり、一般的な非共有結合作用より強く、同時に共有結合作用より弱く、それにより精製媒体を磁気ビーズ外表面のポリマー分岐鎖末端に強固に結合させることができるだけでなく、また精製媒体を交換する必要がある時にストレプトアビジンをビオチンの特異的結合部位から溶出することにより精製媒体の同期離脱を実現することができ、さらに新たなアビジン-精製媒体共有結合複合体(例えばストレプトアビジンタグ付き精製媒体)の活性化部位を解放し、それにより磁気ビーズ精製性能の高速回復を実現し、標的物質(例えば抗体)の分離精製コストを大幅に低減させる。精製媒体が修飾された生体磁性マイクロスフェアを溶出し、アビジン-精製媒体共有結合複合体を除去し、それによりビオチン又はビオチン類似体で修飾された生体磁性マイクロスフェアを再取得する過程は、ビオチン磁性マイクロスフェアの再生と呼ばれる。再生されたビオチン磁性マイクロスフェアは、放出されたビオチン活性部位を有し、アビジン-精製媒体共有結合複合体を再結合することができ、精製媒体で修飾された生体磁性マイクロスフェアを再び得て(生体磁性マイクロスフェアの再生に対応する)、新鮮な精製媒体を提供することができ、新たな標的物質結合部位を提供する。これにより本発明のビオチン磁性マイクロスフェアを再生して使用することができ、即ち精製媒体を交換して再利用することができる。 The extremely strong affinity between biotin and streptavidin is the binding action of typical affinity complexes, stronger than common non-covalent binding actions and at the same time weaker than covalent binding actions, thereby allowing purification media to escape from magnetic beads. Not only can it bind tightly to the polymer branch ends on the surface, but also achieve synchronous release of the purification medium by eluting streptavidin from the specific binding site of biotin when the purification medium needs to be replaced. , further liberating the activation site of new avidin-purification media covalent complexes (e.g. streptavidin-tagged purification media), thereby enabling rapid recovery of magnetic bead purification performance and target substances (e.g. antibodies) significantly reduce the cost of separation and purification of The process of eluting the purification medium-modified biomagnetic microspheres and removing the avidin-purification medium covalent complexes, thereby recapturing the biotin or biotin analogue-modified biomagnetic microspheres is characterized by biotin magnetic properties. called microsphere regeneration. The renatured biotin-magnetic microspheres have released biotin active sites and can rebind avidin-purification medium covalent complexes, yielding again purification medium-modified biomagnetic microspheres ( (corresponding to regeneration of biomagnetic microspheres), fresh purification media can be provided, providing new target substance binding sites. This allows the biotin magnetic microspheres of the present invention to be regenerated and used, ie, the purification media can be exchanged and reused.
2.4.精製基質(好ましくはタンパク質系物質)
本発明の精製基質とは、本発明の磁性マイクロスフェアが捕捉して分離される物質であり、本発明の磁性マイクロスフェアと特異的に結合することができる精製媒体であれば特に限定されるものではない。
2.4. Purification substrate (preferably proteinaceous material)
The purification substrate of the present invention is a substance that is captured and separated by the magnetic microspheres of the present invention, and is particularly limited as long as it is a purification medium that can specifically bind to the magnetic microspheres of the present invention. isn't it.
前記精製基質がタンパク質系物質である場合、精製基質は標的タンパク質とも呼ばれる。 When said purification substrate is a protein-based substance, the purification substrate is also called target protein.
2.4.1.標的タンパク質中の精製タグ
前記標的タンパク質に精製タグを携帯しなくてもよく、この場合、標的タンパク質自体は磁性マイクロスフェアにおける精製媒体に捕捉されるべきである。例えば、「標的タンパク質、精製媒体」が「抗体、抗原」、「抗原、抗体」、「アビジン又はその類似体、ビオチン又はその類似体」などの組み合わせである場合がある。
2.4.1. Purification Tags in Target Proteins The target protein may not carry a purification tag, in which case the target protein itself should be captured in a purification medium in magnetic microspheres. For example, "target protein, purification medium" may be combinations such as "antibody, antigen", "antigen, antibody", "avidin or analogue thereof, biotin or analogue thereof".
いくつかの好ましい形態では、前記標的タンパク質は精製タグを付き、前記精製タグは前記精製媒体と特異的に結合することができる。一つの標的タンパク質分子では、前記精製タグの数は1つ、2つ又は複数であり、精製タグが2つ以上含まれる場合、精製タグの種類は、1種、2種又は複種である。なお、タグのアミノ酸配列が異なる限り、異なる種類のタグとみなす。 In some preferred forms, the target protein is tagged with a purification tag, and the purification tag is capable of specifically binding to the purification medium. In one target protein molecule, the number of the purification tags is one, two or more, and when two or more purification tags are included, the types of purification tags are one, two or multiple. As long as the amino acid sequences of the tags are different, they are regarded as different types of tags.
前記標的タンパク質における精製タグは、ヒスチジンタグ、アビジン、アビジン類似体、Stregタグ(WSHPQFEK配列又はその変体を含むタグ)、WRHPQFGG配列又はその変体を含むタグ、RKAAVSHW配列又はその変体を含むタグ、FLAGタグ又はその変体、Cタグ及びその変体、Spotタグ及びその変体、GSTタグ及びその変体、MBPタグ及びその変体、SUMOタグ及びその変体、CBPタグ及びその変体、HAタグ及びその変体、Aviタグ及びその変体、アフィニティタンパク質、抗体系タグ、抗原系タグ、及びそれらの組み合わせを含むが上記のタグのグループに限定されない。またUS6103493B2、US10065996B2、US8735540B2、US20070275416A1に開示された精製タグから選択することができ、Stregタグ及びその変体を含むがそれらに限定されない。 Purification tags in the target protein include histidine tag, avidin, avidin analogs, Streg tag (tag containing WSHPQFEK sequence or variants thereof), tag containing WRHPQFGG sequence or variants thereof, tag comprising RKAAVSHW sequence or variants thereof, FLAG tag. Or its variants, C tag and its variants, Spot tag and its variants, GST tag and its variants, MBP tag and its variants, SUMO tag and its variants, CBP tag and its variants, HA tag and its variants, Avi tag and its The above groups of tags include, but are not limited to variants, affinity proteins, antibody-based tags, antigen-based tags, and combinations thereof. It can also be selected from the purification tags disclosed in US6103493B2, US10065996B2, US8735540B2, US20070275416A1, including but not limited to Streg tags and variants thereof.
前記精製タグはN-末端又はC-末端によって融合することができる。 The purification tag can be fused through the N-terminus or the C-terminus.
前記ヒスチジンタグは、一般的に少なくとも5つのヒスチジン残基を含み、例えば5×Hisタグ、6×Hisタグ、8×Hisタグなどである。 Said histidine tag generally comprises at least 5 histidine residues, such as a 5xHis tag, a 6xHis tag, an 8xHis tag, and the like.
オクタペプチドWRHPQFGGは、コアストレプトアビジン(core streptavidin)と特異的に結合することができる。 The octapeptide WRHPQFGG can specifically bind core streptavidin.
Stregタグは、アビジン又はその類似体と特異的結合作用を形成することができ、前記StregタグにWSHPQFEK又はその変体を含む。例えば、WSHPQFEK-(XaaYaaWaaZaa)n-WSHPQFEKであり、ここで、Xaa、Yaa、Waa、Zaaはそれぞれ独立していずれかのアミノ酸であり、XaaYaaWaaZaaは少なくとも1つのアミノ酸を含み、且つ(XaaYaaWaaZaa)nは少なくとも4つのアミノ酸を含み、ここで、nは1~15から選択され(例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15)、(XaaYaaWaaZaa)nの具体例としては、(G)8、(G)12、GAGA、(GAGA)2、(GAGA)3、(GGGS)2、(GGGS)3が挙げられる。Stregタグとしては、例えば、WSHPQFEK、WSHPQFEK-(GGGS)n-WSHPQFEK、WSHPQFEK-GGGSGGGSGGSA-WSHPQFEK、SA-WSHPQFEK-(GGGS)2GGSA-WSHPQFEK、WSHPQFEK-GSGGG-WSHPQFEK-GL-WSHPQFEK、GGSA-WNHPQFEK-GGGSGSGGSA-WSHPQFEK-GS、GGGS-WSHPQFEK-GGGSGGGSGGSA-WSHPQFEKなどが挙げられる。 The Streg tag is capable of forming a specific binding action with avidin or an analogue thereof, including WSHPQFEK or variants thereof in said Streg tag. For example, WSHPQFEK-(XaaYaaWaaZaa) n -WSHPQFEK, where Xaa, Yaa, Waa, Zaa are each independently any amino acid, XaaYaaWaaZaa comprises at least one amino acid, and (XaaYaaWaaZaa) n is comprising at least 4 amino acids, where n is selected from 1 to 15 (eg, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15) , (XaaYaaWaaZaa) n include (G) 8 , (G) 12 , GAGA, (GAGA) 2 , (GAGA) 3 , (GGGS) 2 and (GGGS) 3 . Stregタグとしては、例えば、WSHPQFEK、WSHPQFEK-(GGGS) n -WSHPQFEK、WSHPQFEK-GGGSGGGSGGSA-WSHPQFEK、SA-WSHPQFEK-(GGGS) 2 GGSA-WSHPQFEK、WSHPQFEK-GSGGG-WSHPQFEK-GL-WSHPQFEK、GGSA-WNHPQFEK- GGGSGSGGSA-WSHPQFEK-GS, GGGS-WSHPQFEK-GGGSGGGSGGSA-WSHPQFEK, and the like.
前記FLAGタグの配列はDYKDDDDKである。FLAGタグの変体配列としては、例えば、DYKDHD-G-DYKDHD-I-DYKDDDDKが挙げられる。 The sequence of the FLAG tag is DYKDDDDK. Variant sequences of the FLAG tag include, for example, DYKDHD-G-DYKDHD-I-DYKDDDDK.
前記Spotタグの配列は、PDRVRAVSHWSSである。 The sequence of the Spot tag is PDRVRAVSHWSS.
前記Cタグには、EPEA配列が含まれる。 The C-tag contains an EPEA sequence.
前記GSTタグとは、グルタチオンS-トランスフェラーゼタグを意味する。 The GST tag means a glutathione S-transferase tag.
前記MBPタグとは、マルトース結合タンパク質タグである。 The MBP tag is a maltose binding protein tag.
前記SUMOタグは、既知の小分子ユビキチン様修飾タンパク質(Small ubiquitin-like modifier)であり、ユビキチン(ubiquitin)類ポリペプチド鎖スーパーファミリーの重要なメンバーの1つである。一次構造において、SUMOとユビキチンは18%の相同性を有するが、両者の三次構造及びその生物学的機能は十分に類似する。 The SUMO tag is a known small ubiquitin-like modifier and one of the key members of the ubiquitin family of polypeptide chain superfamily. In primary structure, SUMO and ubiquitin share 18% homology, but their tertiary structures and their biological functions are quite similar.
前記CBPタグの配列は、KRRWKKNFIAVSAANRFKKISSSGALである。 The sequence of the CBP tag is KRRWKKNFIAVSAANRFKKISSSGAL.
前記HAタグの配列は、YPYDVPDYAである。 The HA tag sequence is YPYDVPDYA.
前記Aviタグは、既知の15個のアミノ酸残基で構成される小タグであり、この小タグはビオチンリガーゼBirAに特異的に識別される。 The Avi-tag is a small tag composed of 15 known amino acid residues, which is specifically recognized by the biotin ligase BirA.
抗体類タグは、抗体の完全な構造(完全な抗体)、ドメイン、サブユニット、断片、重鎖、軽鎖、一本鎖断片(例えばナノ抗体、軽鎖が欠失した重鎖、重鎖可変領域、相補決定領域など)を含むがそれらに限定されない。 Antibody tags include complete antibody structures (whole antibodies), domains, subunits, fragments, heavy chains, light chains, single chain fragments (e.g. nanobodies, heavy chains with light chains deleted, heavy chain variable regions, complementarity determining regions, etc.).
抗原類タグは、抗原の完全な構造(完全な抗原)、ドメイン、サブユニット、断片、重鎖、軽鎖、一本鎖断片(例えばエピトープなど)などを含むがそれらに限定されない。 Antigenic tags include, but are not limited to, complete antigen structures (complete antigens), domains, subunits, fragments, heavy chains, light chains, single chain fragments (eg, epitopes, etc.), and the like.
いくつかの好ましい形態では、前記標的タンパク質のN末端又はC末端に1つの精製タグが連結され、又は両端にいずれも精製タグが連結される。 In some preferred forms, one purification tag is attached to the N-terminus or C-terminus of the target protein, or both ends are attached to purification tags.
本部分に記載の各種の精製タグは、いずれも本発明の磁性マイクロスフェアにおける精製媒体の候補とすることができる。 Any of the various purification tags described in this section can be candidates for purification media in the magnetic microspheres of the present invention.
2.4.2.標的タンパク質のタイプ
前記標的タンパク質は天然タンパク質又はその改造生成物であってもよく、人工合成配列であってもよい。前記天然タンパク質の由来は特に制限されず、真核細胞、原核細胞、病原体を含むがそれらに限定されなく、そのうち真核細胞の由来は、哺乳動物細胞、植物細胞、酵母細胞、昆虫細胞、線虫細胞、及びその組み合わせを含むがそれらに限定されなく、前記哺乳動物細胞の由来は、マウス源(ラット、マウス、モルモット、ゴールデンゴーファー、ハムスターなどを含む)、ウサギ源、サル源、ヒト源、豚源、羊源、ウシ源、犬源、ウマ源などを含むがそれらに限定されない。前記病原体は、ウイルス、クラミジア、マイコプラズマなどを含む。前記ウイルスは、HPV、HBV、TMV、コロナウイルス、ロタウイルスなどを含む。
2.4.2. Type of Target Protein The target protein may be a natural protein or modified product thereof, or an artificial synthetic sequence. The origin of the natural protein is not particularly limited, and includes but is not limited to eukaryotic cells, prokaryotic cells, and pathogens, among which eukaryotic cell origins include mammalian cells, plant cells, yeast cells, insect cells, and lineages. Said mammalian cells, including but not limited to worm cells, and combinations thereof, may be derived from murine sources (including rats, mice, guinea pigs, golden gophers, hamsters, etc.), rabbit sources, monkey sources, human sources, Including, but not limited to, swine sources, sheep sources, bovine sources, dog sources, horse sources, and the like. Said pathogens include viruses, chlamydia, mycoplasma, and the like. Said viruses include HPV, HBV, TMV, coronaviruses, rotaviruses and the like.
前記標的タンパク質のタイプは、ポリペプチド(本発明中の「標的タンパク質」は広義にポリペプチドを含む)、蛍光類タンパク質、酵素及び対応する酵素原、抗体、抗原、免疫グロブリン、ホルモン、コラーゲン、ポリアミノ酸、ワクチンなど、上記いずれかのタンパク質の一部のドメイン、上記いずれかのタンパク質のサブユニット又は断片、及び上記いずれかのタンパク質の変体を含むがそれらに限定されない。前記「上記いずれかのタンパク質のサブユニット又は断片」は、「前記いずれかのタンパク質の一部のドメイン」のサブユニット又は断片を含む。前記「上記いずれかのタンパク質の変体」は、「上記いずれかのタンパク質の一部のドメイン、上記いずれかのタンパク質のサブユニット又は断片」の変体を含む。前記「上記いずれかのタンパク質の変体」は、上記いずれかのタンパク質の変異体を含むがこれらに限定されない。本発明において、他の位置の連続する2つ又は2つ以上の「上記」の状況、意味は同様に説明する。 The types of target proteins include polypeptides (the term "target protein" in the present invention broadly includes polypeptides), fluorescent proteins, enzymes and corresponding zymogens, antibodies, antigens, immunoglobulins, hormones, collagen, polypeptides. Including, but not limited to, amino acids, vaccines, etc., partial domains of any of the above proteins, subunits or fragments of any of the above proteins, and variants of any of the above proteins. The "subunit or fragment of any of the above proteins" includes subunits or fragments of "a partial domain of any of the above proteins." The "variants of any of the above proteins" include variants of "a partial domain of any of the above proteins, subunits or fragments of any of the above proteins". The "variants of any of the above proteins" include, but are not limited to, variants of any of the above proteins. In the present invention, situations and meanings of two or more "above" in succession in other positions are similarly explained.
前記標的タンパク質の構造は、完全な構造であってもよく、対応する一部のドメイン、サブユニット、断片、二量体、多量体、融合タンパク質、糖タンパク質などから選択することもできる。不完全な抗体構造としては、例えば、ナノ抗体(軽鎖が欠失した重鎖抗体、VHH、重鎖抗体の完全な抗原結合能力を保持している)、重鎖可変領域、相補決定領域(CDR)などが挙げられる。 The structure of the target protein may be a complete structure, or may be selected from corresponding partial domains, subunits, fragments, dimers, multimers, fusion proteins, glycoproteins, and the like. Incomplete antibody structures include, for example, nanobodies (heavy chain antibodies with light chains deleted, VHH, retaining the full antigen-binding ability of heavy chain antibodies), heavy chain variable regions, complementarity determination region (CDR) and the like.
例えば、本発明に記載の生体外タンパク質合成システムが合成可能な標的タンパク質は、以下のいずれかのタンパク質、任意の組み合わせ方式の融合タンパク質、任意の組み合わせ方式の組成物から選択されるがそれらに限定されない。つまり、ルシフェラーゼ(例えばホタルルシフェラーゼ)、緑色蛍光タンパク質(GFP)、増強緑色蛍光タンパク質(eGFP)、黄色蛍光タンパク質(YFP)、アンモニアアシルtRNA合成酵素、グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ、カタラーゼ(Catalase、例えばマウスカタラーゼ)、アクチン、抗体、抗体の可変領域(例えば抗体の一本鎖可変領域、scFV)、抗体の一本鎖及びその断片(例えば抗体の重鎖、ナノ抗体、抗体の軽鎖)、α-アミラーゼ、エンテロバクターA、C型肝炎ウイルスE2糖タンパク質、インスリン及びその前駆体、グルカゴン様ペプチド(GLP-1)、インターフェロン(インターフェロンαAなどのインターフェロンα、インターフェロンβ、インターフェロンγを含むがそれらに限定されない)、インターロイキン(インターロイキン-1β、インターロイキン2、インターロイキン12など)、リゾチーム、血清アルブミン(ヒト血清アルブミン、ウシ血清アルブミンを含むがそれらに限定されない)、トランスサイレチン、チロシナーゼ、キシラナーゼ、β-ガラクトシダーゼ(β-galactosidase、LacZ、例えば大腸菌β-ガラクトシダーゼ)など、前記いずれかのタンパク質の部分ドメイン、前記いずれかのタンパク質のサブユニット又は断片、又は前記いずれかの変体(前記定義のように、前記変体は変異体を含み、例えばルシフェラーゼ変異体、eGFPの変異体が挙げられ、前記変体はさらにホモログであってもよい)。前記アンモニアアシルtRNA合成酵素としては、例えば、ヒトリジン-tRNA合成酵素(lysine-tRNA synthetase)、ヒトロイシン-tRNA合成酵素(leucine-tRNA synthetase)などが挙げられる。前記グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼとしては、例えば、シロイヌナズナグリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼ、glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenaseが挙げられる。また、特許文献CN109423496Aを参照することができる。前記任意の組み合わせ方式の組成物は、前記いずれかのタンパク質を含んでもよく、前記任意の組み合わせ方式の融合タンパク質を含んでもよい。 For example, target proteins that can be synthesized by the in vitro protein synthesis system according to the present invention are selected from, but limited to, any of the following proteins, fusion proteins in any combination, and compositions in any combination: not. namely, luciferase (eg, firefly luciferase), green fluorescent protein (GFP), enhanced green fluorescent protein (eGFP), yellow fluorescent protein (YFP), ammonia acyl-tRNA synthetase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, catalase. , mouse catalase), actin, antibodies, antibody variable regions (e.g. antibody single chain variable regions, scFV), antibody single chains and fragments thereof (e.g. antibody heavy chains, nanobodies, antibody light chains) , alpha-amylase, enterobacter A, hepatitis C virus E2 glycoprotein, insulin and its precursors, glucagon-like peptide (GLP-1), interferons (including interferon alpha, interferon beta, interferon gamma, such as interferon alpha A) ), interleukins (such as interleukin-1β, interleukin-2, interleukin-12), lysozyme, serum albumin (including but not limited to human serum albumin, bovine serum albumin), transthyretin, tyrosinase, A partial domain of any of the foregoing proteins, such as xylanase, β-galactosidase, LacZ, e.g. E. coli β-galactosidase, a subunit or fragment of any of the foregoing proteins, or a variant of any of the foregoing (defined above) As such, said variants include variants, eg, luciferase variants, eGFP variants, which variants may also be homologues). Examples of the ammonia acyl-tRNA synthetase include human lysine-tRNA synthetase and human leucine-tRNA synthetase. Examples of the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase include Arabidopsis thaliana glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. Reference may also be made to patent document CN109423496A. A composition of any of the above combination modalities may comprise any of the proteins described above and may comprise a fusion protein of any of the above combination modalities.
いくつかの好ましい形態では、GFP、eGFP、mScarletなどの1つ、又はその類似物質、又はその変異体などの蛍光特性を有する標的タンパク質を用いて前記生体外タンパク質合成系のタンパク質合成能力を評価する。 In some preferred embodiments, a target protein with fluorescent properties, such as one of GFP, eGFP, mScarlet, etc., or analogues or variants thereof, is used to assess the protein synthesis capacity of the in vitro protein synthesis system. .
前記標的タンパク質の応用分野は、生体医薬、分子生物、医学、体外検出、医療診断、再生医学、生物工学、組織工学、幹細胞工学、遺伝子工学、ポリマー工学、表面工学、ナノ工学、化粧品、食品、食品添加剤、栄養剤、農業、飼料、生活用品、洗濯、環境、化学染色、蛍光標識などの分野を含むがそれらに限定されない。 The application fields of said target protein include biomedicine, molecular biology, medicine, in vitro detection, medical diagnosis, regenerative medicine, biotechnology, tissue engineering, stem cell engineering, genetic engineering, polymer engineering, surface engineering, nanotechnology, cosmetics, food, Including but not limited to fields such as food additives, nutrients, agriculture, feed, daily necessities, laundry, environment, chemical dyeing and fluorescent labeling.
2.4.3.標的タンパク質を含む混合系
本発明の磁性マイクロスフェアは、標的タンパク質をその混合系から分離するために用いることができる。前記標的タンパク質は、精製の目的がこの組成物を得るためであり、又はこの組成物の形態が精製の要求を満たすことができれば、1種の物質に限定されず、複数の物質の組み合わせであってもよい。
2.4.3. Mixed Systems Containing Target Proteins The magnetic microspheres of the invention can be used to separate target proteins from their mixed systems. The target protein is not limited to one substance, but may be a combination of multiple substances, provided that the purpose of purification is to obtain this composition, or the form of this composition can meet the purification requirements. may
標的タンパク質を含む混合系は特に制限されず、本発明の磁性マイクロスフェアの精製媒体は標的タンパク質と特異的に結合することができればよく、一般的には、前記精製媒体は混合系における標的タンパク質以外の他の物質との特異的結合又は非特異的結合作用が存在しないことも必要である。 The mixed system containing the target protein is not particularly limited, and the purification medium for the magnetic microspheres of the present invention only needs to be able to specifically bind to the target protein. It is also necessary that there is no specific binding or non-specific binding activity of the compound with other substances.
本発明の実施例において、前記標的タンパク質を含有する混合系は天然由来であってもよく、人工構築又は得られた混合系であってもよい。 In embodiments of the present invention, the mixed system containing the target protein may be of natural origin, artificially constructed or derived mixed system.
例えば、市販血清から特定タンパク質を分離精製することができる。 For example, a specific protein can be separated and purified from commercially available serum.
例えば、生体外タンパク質合成系の反応後の系から標的タンパク質を分離することができる。 For example, the target protein can be separated from the post-reaction system of an in vitro protein synthesis system.
前記生体外タンパク質合成系の具体的な一実施形態は、さらに、例えばWO2016005982A1に記載された大腸菌に基づく無細胞タンパク質合成系を含むがそれらに限定されない。本発明の他の引用文献は、その直接及び間接引用文献に記載された小麦胚芽細胞、ウサギ網状赤血球、サッカロマイセス・セレビシエ、ピキア・パストリス、クルイベロマイセス・マルシアナスに基づく生体外無細胞タンパク質合成系を含むがそれらに限定されず、いずれも本発明の生体外タンパク質合成系の実施形態として本発明に組み込まれる。例えば、文献「Lu,Y.Advances in Cell-Free Biosynthetic Technology.Current Developments in Biotechnology and Bioengineering,2019,Chapter 2,23-45」の部分「2.1 Systems and Advantages」の第27~28頁に引用された文献に記載された生体外無細胞タンパク質合成系を含むがそれらに限定されず、いずれも本発明を実施する生体外タンパク質合成系とすることができる。例えば、(本発明と矛盾しない限り、以下の文献及びその参考文献をその全体及びすべての目的のために引用する)文献CN106978349A、CN108535489A、CN108690139A、CN108949801A、CN108642076A、CN109022478A、CN109423496A、CN109423497A、CN109423509A、CN109837293A、CN109971783A、CN109988801A、CN109971775A、CN110093284A、CN110408635A、CN110408636A、CN110551745A、CN110551700A、CN110551785A、CN110819647A、CN110845622、CN110938649A、CN110964736A、CN111378706A、CN111378707A、CN111378708A、CN111718419A、CN111748569A、CN2019107298813、CN2019112066163、CN2018112862093(CN111118065A)、CN2019114181518、CN2020100693833、CN2020101796894、CN202010269333X、CN2020102693382及びその引用文献に記載されている無細胞タンパク質合成系、DNAテンプレートの構築及び増幅方法は、本発明の生体外タンパク質合成系、本発明のDNAテンプレートの構築及び増幅方法を実施するために使用することができる。
A specific embodiment of said in vitro protein synthesis system further includes, but is not limited to, the E. coli-based cell-free protein synthesis system described, for example, in WO2016005982A1. Other citations of the present invention are in vitro cell-free protein synthesis systems based on wheat germ cells, rabbit reticulocytes, Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris, and Kluyveromyces marcianas cited in the direct and indirect citations. and are not limited to, all of which are incorporated into the present invention as embodiments of the in vitro protein synthesis system of the present invention. For example, in the document "Lu, Y. Advances in Cell-Free Biosynthetic Technology. Current Developments in Biotechnology and Bioengineering, 2019,
前記生体外タンパク質合成系の細胞抽出物の由来細胞は特に制限されず、前記標的タンパク質を生体外発現することができればよい。従来技術に開示された原核細胞抽出物、真核細胞抽出物(好ましくは酵母細胞抽出物であり、より好ましくはクルイベロミセス・ラクチスであってもよい)由来の生体外タンパク質合成系に適用する外因性タンパク質、又は細胞内合成に適用する原核細胞系、真核細胞系(好ましくは酵母細胞系であり、より好ましくはクルイベロミセス・ラクチス系であってもよい)の内因性タンパク質は、いずれも本発明の生体外タンパク質合成系を用いて合成することができ、又は本発明により提供される生体外タンパク質合成系を用いて合成することを試みる。 The cells from which the cell extract of the in vitro protein synthesis system is derived are not particularly limited as long as they can express the target protein in vitro. Applied to in vitro protein synthesis system from prokaryotic cell extract, eukaryotic cell extract (preferably yeast cell extract, more preferably Kluyveromyces lactis) disclosed in the prior art Exogenous protein, or endogenous protein of prokaryotic, eukaryotic cell system (preferably yeast cell system, more preferably Kluyveromyces lactis system) applied for intracellular synthesis may be can also be synthesized using the in vitro protein synthesis system of the present invention, or attempted to be synthesized using the in vitro protein synthesis system provided by the present invention.
前記生体外タンパク質合成系の好ましい一形態は、IVTT系である。IVTT反応を行った後の液(IVTT反応液と記す)は、発現した標的タンパク質の他に、IVTT系に残存する反応原料、特に細胞抽出物由来の各種因子(例えばリボソーム、tRNA、翻訳関連酵素、開始因子、延長因子、終止因子など)を含む。前記IVTT反応液は、磁気ビーズと結合するための標的タンパク質を提供することができる一方、さらに標的タンパク質の分離効果を検証するための混合系を提供することができる。 A preferred form of said in vitro protein synthesis system is the IVTT system. The liquid after the IVTT reaction (referred to as IVTT reaction liquid) contains, in addition to the expressed target protein, reaction raw materials remaining in the IVTT system, particularly various factors derived from cell extracts (e.g., ribosomes, tRNA, translation-related enzymes, etc.). , initiation factor, elongation factor, termination factor, etc.). The IVTT reaction solution can provide the target protein for binding to the magnetic beads, and can also provide a mixed system for verifying the separation effect of the target protein.
3.本発明の第3の態様は、本発明の第1の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、さらに、前記ビオチン又はビオチン類似体は連結要素として、さらにアフィニティ複合体結合作用によってアビジン又はアビジン類似体に連結している生体磁性マイクロスフェアを提供する。 3. A third aspect of the present invention is based on said biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the present invention, further comprising said biotin or biotin analogue as a linking member and further comprising avidin by affinity complex binding action. Or provide biomagnetic microspheres linked to an avidin analogue.
本発明の第3の態様の生体磁性マイクロスフェアは、アビジン磁性マイクロスフェア又はアビジン磁気ビーズとも呼ばれる。 The biomagnetic microspheres of the third aspect of the invention are also called avidin magnetic microspheres or avidin magnetic beads.
前記アビジン又はアビジン類似体は、精製媒体とすることができるだけでなく、連結要素としてさらに他のタイプの精製媒体と連結することもできる。ここで、前記ビオチン又はビオチン類似体と前記アビジン又はアビジン類似体との間にアフィニティ複合体の結合作用を形成する。 Said avidin or avidin analogue can not only serve as a purification medium, but can also be linked with other types of purification media as a linking element. An affinity complex binding is now formed between said biotin or biotin analogue and said avidin or avidin analogue.
いくつかの好ましい形態では、本発明の第1の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、さらに、前記ビオチンに結合するアビジンを含む。ここで、ビオチンとアビジンとの間にアフィニティ複合体の結合作用を形成する。即ち、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖の末端にはビオチンが連結されており、前記精製媒体はアビジンであり、且つ前記アビジンとの間でアフィニティ複合体の結合作用を形成する。 In some preferred forms, the biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the invention further comprise avidin binding to the biotin. An affinity complex binding is now formed between biotin and avidin. That is, biotin is linked to the ends of the branched chains of the polymer of the magnetic microspheres, the purification medium is avidin, and an affinity complex is formed with the avidin.
いくつかの好ましい形態では、前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体のいずれか、又はそれらの組み合わせである。 In some preferred forms, the avidin is streptavidin, denatured streptavidin, streptavidin analogs, or a combination thereof.
4.本発明の第4の態様は、本発明の第3の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、さらに、前記アビジン又はアビジン類似体に連結しているアフィニティタンパク質を含む生体磁性マイクロスフェアを提供する。このとき、ビオチン又はビオチン類似体、アビジン又はアビジン類似体は、いずれも連結要素として両者の間にアフィニティ複合体の結合作用を形成し、前記アフィニティタンパク質は、精製媒体とすることができるだけでなく、連結要素とすることができ、好ましくは精製媒体とする。 4. A fourth aspect of the present invention is based on the biomagnetic microspheres provided in the third aspect of the present invention, further comprising an affinity protein linked to the avidin or avidin analogue. I will provide a. At this time, biotin or a biotin analogue and avidin or an avidin analogue form a binding action of an affinity complex between them as linking elements, and the affinity protein can not only serve as a purification medium, It can be a connecting element, preferably a purification medium.
本発明の第4の態様の生体磁性マイクロスフェアは、アフィニティタンパク質磁性マイクロスフェア又はアフィニティタンパク質磁気ビーズとも呼ばれる。 The biomagnetic microspheres of the fourth aspect of the invention are also called affinity protein magnetic microspheres or affinity protein magnetic beads.
前記生体磁性マイクロスフェアの典型的な構造は図2に示す。 A typical structure of the biomagnetic microspheres is shown in FIG.
いくつかの好ましい形態では、本発明の第2の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、前記精製媒体はアフィニティタンパク質であり、前記生体磁性マイクロスフェアはさらに前記アフィニティタンパク質に連結しているアビジンと、前記結合力に結合しているビオチンとを含み、ここで、精製媒体は連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結しており、前記連結要素にはビオチンとアビジンとによって形成されたアフィニティ複合体を含む。 In some preferred forms, according to the biomagnetic microspheres provided in the second aspect of the invention, the purification medium is an affinity protein, and the biomagnetic microspheres are further linked to the affinity protein. and biotin bound to said binding force, wherein the purification medium is linked to the branched ends of said polymer by a linking element, said linking element formed by biotin and avidin. including affinity complexes.
いくつかの好ましい形態では、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインLのいずれか、又はそれらの変性タンパク質である。対応する生体磁性マイクロスフェアは、それぞれプロテインA磁性マイクロスフェア又はプロテインA磁気ビーズ、プロテインG磁性マイクロスフェア又はプロテインG磁気ビーズ、プロテインL磁性マイクロスフェア又はプロテインL磁気ビーズなどと呼ばれる。 In some preferred forms, the affinity protein is Protein A, Protein G, Protein L, or denatured proteins thereof. The corresponding biomagnetic microspheres are called Protein A magnetic microspheres or Protein A magnetic beads, Protein G magnetic microspheres or Protein G magnetic beads, Protein L magnetic microspheres or Protein L magnetic beads, etc. respectively.
本発明の第4の様態に提供される生体磁性マイクロスフェアは、ビオチン-アビジン-アフィニティタンパク質の連結方式を例として、アフィニティタンパク質を磁気ビーズ外表面のポリマー分岐鎖末端に強固に結合させることができるだけでなく、またアフィニティタンパク質を交換する必要がある時にアビジン(例えばストレプトアビジン)をビオチンの特異的結合部位から溶出することによりアフィニティタンパク質の同期離脱を実現することができ、さらに新たなアビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体E(例えばストレプトアビジンタグ付きアフィニティタンパク質)の活性化部位を再結合することができ、それにより磁気ビーズ精製性能の迅速な回復を実現し、抗体分離精製コストを大幅に低減させる。アフィニティタンパク質が修飾された生体磁性マイクロスフェアを溶出し、アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eを除去し、それによりビオチンで修飾された生体磁性マイクロスフェアを再取得する過程は、ビオチン磁性マイクロスフェアの再生と呼ばれる。再生されたビオチン磁性マイクロスフェアは放出されたビオチン活性部位を有し、アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eを再結合することができ、再びアフィニティタンパク質で修飾された生体磁性マイクロスフェアF(生体磁性マイクロスフェアFの再生に対応する)を得て、新鮮なアフィニティタンパク質を提供し、新たな抗体結合部位を提供することができ。これにより本発明のビオチン磁性マイクロスフェアを再生して使用することができ、即ちアフィニティタンパク質を交換して再利用することができる。 The biomagnetic microspheres provided in the fourth aspect of the present invention are capable of strongly binding the affinity protein to the polymer branched ends on the outer surface of the magnetic bead, using the biotin-avidin-affinity protein linking method as an example. Alternatively, synchronous release of affinity proteins can be achieved by eluting avidin (e.g. streptavidin) from the specific binding sites of biotin when the affinity proteins need to be exchanged, and new avidin-affinity proteins The activated site of covalent complex E (eg, streptavidin-tagged affinity protein) can be reattached, resulting in rapid recovery of magnetic bead purification performance and greatly reduced antibody isolation and purification costs. The process of eluting the affinity protein-modified biomagnetic microspheres, removing the avidin-affinity protein covalent complex E, and thereby recapturing the biotin-modified biomagnetic microspheres, is the process of removing biotin-modified biomagnetic microspheres. called play. The regenerated biotin-magnetic microspheres have released biotin active sites and can rebind the avidin-affinity protein covalent complex E, again yielding affinity protein-modified biomagnetic microspheres F (biomagnetic (corresponding to regeneration of microspheres F) can be obtained to provide fresh affinity proteins and provide new antibody binding sites. This allows the biotin magnetic microspheres of the present invention to be regenerated and used, ie the affinity protein can be exchanged and reused.
5.本発明の第5の態様は、本発明の第1の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアの製造方を提供する。 5. A fifth aspect of the invention provides a method of making the biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the invention.
5.1.第1の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアの製造及び原理
本発明の第1の態様に提供されるのは、ビオチン又はビオチン類似体で修飾されるビオチン磁性マイクロスフェアである。
5.1. Manufacture and Principles of the Biomagnetic Microspheres Provided in the First Aspect Provided in the first aspect of the invention are biotin magnetic microspheres modified with biotin or a biotin analogue.
ビオチンが修飾される場合を例とする。
第1の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアは、SiO2で被覆された磁気ビーズ(市販又は自製)を提供し、SiO2を活性化修飾し、ポリマーをSiO2に共有結合し(ポリマーは線状主鎖の一端によってSiO2に共有結合され、且つポリマー主鎖に沿って大量の側分岐鎖が分布される)、ビオチンをポリマーの分岐鎖末端に共有結合されるステップにより製造される。説明すべきものとして、上記ステップは完全に孤立することを要求せず、2つ又は3つのステップを1つのステップに統合することを許可し、例えば、活性化されたシリカで被覆された磁気ビーズ(市販又は自製)を直接提供することができる。SiO2を活性化修飾するステップは、例えば、本発明により提供される第5から8の態様に記載の生体磁性マイクロスフェアの製造方法のステップ(1)である。ポリマーがSiO2に共有結合するステップは、例えば本発明により提供される第5から第8の態様に記載の生体磁性マイクロスフェアの製造方法のステップ(2)、(3)である。ビオチンがポリマー分岐鎖末端に共有結合されるステップは、例えば本発明により提供される第5から第8の態様に記載の生体磁性マイクロスフェアの製造方法のステップ(4)である。
Take for example the case where biotin is modified.
The biomagnetic microspheres provided in the first aspect provide magnetic beads (commercially available or home-made) coated with SiO2 , activatingly modify the SiO2 , and covalently bond a polymer to the SiO2 (the polymer is Covalently bonded to SiO 2 by one end of the linear backbone and a large amount of side branching distributed along the polymer backbone), biotin is covalently bonded to the branched chain ends of the polymer. By way of explanation, the above steps do not require complete isolation, allowing the integration of two or three steps into one step, e.g. activated silica-coated magnetic beads ( commercially available or homemade) can be provided directly. The step of activating and modifying SiO 2 is, for example, step (1) of the method for producing biomagnetic microspheres according to the fifth to eighth aspects provided by the present invention. The step of covalently bonding the polymer to SiO 2 is, for example, steps (2), (3) of the method for producing biomagnetic microspheres according to the fifth to eighth aspects provided by the present invention. The step of covalently bonding biotin to the ends of the polymer branches is, for example, step (4) of the method for producing biomagnetic microspheres according to the fifth to eighth aspects provided by the present invention.
前記生体磁性マイクロスフェアは、(1)磁性マイクロスフェア本体を提供又は製造し、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面に反応性基R1を有するステップと、(2)前記反応性基R1の上に線状主鎖と多数の分岐鎖を有するポリマーが連結され、前記線状主鎖の一端は前記反応性基R1と共有結合されるステップと、(3)前記分岐鎖の末端にビオチン又はビオチン類似体を連結するステップにより製造することができる。 The biomagnetic microspheres are produced by ( 1 ) providing or manufacturing a magnetic microsphere body and having reactive groups R1 on the outer surface of the magnetic microsphere body; ( 3 ) biotin or It can be prepared by linking biotin analogues.
SiO2で被覆された磁性材料を磁性マイクロスフェア本体とすることを例とし、前記生体磁性マイクロスフェアは、(1)SiO2で被覆された磁性マイクロスフェア(市販又は自製)を提供し、SiO2の活性化修飾を行って反応性基R1を生成するステップと、(2)反応性基R1で重合反応を行い(例えばアクリル酸又はアクリル酸ナトリウムをモノマー分子とする)、線状主鎖及び多数の分岐鎖を有し、且つ前記分岐鎖の末端に機能基F1を有するポリマーを生成するステップと、(3)分岐鎖末端の官能基F1にビオチン又はビオチン類似体を結合するステップとによって製造することができる。このとき、磁性マイクロスフェア本体に共有結合されたポリマーは、線状主鎖を有し、線状主鎖の一端が反応性基R1に共有結合され、且つポリマー主鎖に沿って大量の側分岐鎖が分布される。 Taking a magnetic material coated with SiO2 as the main body of the magnetic microspheres, the biomagnetic microspheres are: (1) providing SiO2 coated magnetic microspheres (commercially available or self - made); (2) performing a polymerization reaction on the reactive group R 1 ( for example, with acrylic acid or sodium acrylate as a monomer molecule) to form a linear backbone and ( 3 ) binding biotin or a biotin analogue to the functional group F1 at the end of the branched chain. and can be manufactured by At this time, the polymer covalently attached to the magnetic microsphere body has a linear backbone, one end of the linear backbone is covalently attached to the reactive group R1 , and a large amount of side chains along the polymer backbone. Branched chains are distributed.
5.2.典型例
典型的な前記生体磁性マイクロスフェアの製造方法(図3を参照)であって、以下のステップを含む。
5.2. Exemplary Example A typical method of manufacturing the biomagnetic microspheres (see FIG. 3) includes the following steps.
ステップ(1):磁性マイクロスフェア本体を提供し、磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行い、アミノ基を磁性マイクロスフェア本体の外表面に導入し、アミノ基修飾磁性マイクロスフェアAを形成する。 Step (1): providing a magnetic microsphere body, chemically modifying the magnetic microsphere body, introducing an amino group to the outer surface of the magnetic microsphere body, forming an amino group-modified magnetic microsphere A;
いくつかの好ましい形態では、カップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行う。 In some preferred forms, a coupling agent is utilized to chemically modify the magnetic microsphere body.
いくつかの好ましい形態では、前記シランカップリング剤は、アミノ化シランカップリング剤である。 In some preferred forms, the silane coupling agent is an aminated silane coupling agent.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体がSiO2で被覆された磁性材料であり、シランカップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行う。前記シランカップリング剤は、いくつかの好ましい形態ではアミノ化シランカップリング剤である。 In some preferred embodiments, the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO2 , and a silane coupling agent is used to chemically modify the magnetic microsphere body. The silane coupling agent is, in some preferred forms, an aminated silane coupling agent.
ステップ(2):カルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用してアクリル酸分子を前記磁性マイクロスフェアAの外表面に共有結合し、炭素-炭素二重結合を導入し、炭素-炭素二重結合含有磁性マイクロスフェアBを形成する。 Step (2): Covalent bonding reaction between carboxyl group and amino group to covalently bond acrylic acid molecule to the outer surface of said magnetic microsphere A, introduce carbon-carbon double bond, carbon- Magnetic microspheres B containing carbon double bonds are formed.
ステップ(3):炭素-炭素二重結合の重合反応を利用し、アクリル系モノマー分子(例えばアクリル酸ナトリウム)を重合し、得られたアクリル系ポリマーは分岐鎖型ポリマーであり、線状主鎖と官能基F1を含む分岐鎖を有し、ポリマーは線状主鎖の一端によって磁性マイクロスフェアBの外表面に共有結合され、アクリル系ポリマーで修飾される磁性マイクロスフェアCを形成する。このステップは、架橋剤を加えない条件で行うことができる。 Step (3): Using the polymerization reaction of carbon-carbon double bonds to polymerize acrylic monomer molecules (such as sodium acrylate), the resulting acrylic polymer is a branched polymer with a linear main chain and a branched chain containing functional groups F 1 , the polymer is covalently bonded to the outer surface of magnetic microsphere B by one end of the linear backbone to form magnetic microsphere C modified with an acrylic polymer. This step can be performed without the addition of a cross-linking agent.
前記アクリル系モノマー分子、ポリマー分岐鎖の官能基の定義については、「名詞及び用語」の部分を参照されたい。 See the "Nouns and Terminology" section for definitions of the functional groups of the acrylic monomer molecules and polymer branches.
いくつかの好ましい形態では、前記官能基F1は、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、メルカプト基、ギ酸塩、アンモニウム、カルボキシル基の塩形態、アミノ基の塩形態、ギ酸エステル基、又は前記官能基の組み合わせであり、前記「官能基の組み合わせ」とは、1つの磁性マイクロスフェアの外表面の全てのポリマーの全ての分岐鎖に含まれる官能基を指し、その種類は、1種又は1種以上であってもよい。第1の形態で定義された「官能基の組み合わせ」の意味は一貫する。 In some preferred forms, the functional group F 1 is a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, a mercapto group, a formate, ammonium, a salt form of a carboxyl group, a salt form of an amino group, a formate group, or the functional group The above-mentioned "combination of functional groups" refers to functional groups contained in all branched chains of all polymers on the outer surface of one magnetic microsphere, and the types thereof are one or more. may be The meaning of "combination of functional groups" defined in the first aspect is consistent.
他のいくつかの好ましい形態では、前記官能基は特異的結合部位である。 In some other preferred forms, the functional group is a specific binding site.
ステップ(4):前記ポリマーの分岐鎖に含まれる官能基F1により、ビオチン又はビオチン類似体をポリマーの分岐鎖末端に共有結合し、ビオチン又はビオチン類似体が結合された生体磁性マイクロスフェア(ビオチン磁性マイクロスフェア)を得る。製造された生体磁性マイクロスフェアにおいて、アクリル系ポリマー(ポリアクリル酸骨格を有する)によってビオチンを結合できる大量の部位を提供する。 Step (4): Biotin or a biotin analogue is covalently attached to the branched end of the polymer by means of a functional group F1 contained in the branched chain of the polymer, and biomagnetic microspheres (biotin magnetic microspheres). In the manufactured biomagnetic microspheres, an acrylic polymer (with a polyacrylic acid backbone) provides a large amount of sites to which biotin can be attached.
5.3.具体的な実施形態
前記ビオチン磁性マイクロスフェアを製造する具体的な実施形態は以下のとおりである。
5.3. Specific Embodiments Specific embodiments for producing the biotin magnetic microspheres are as follows.
具体的には、アクリル系ポリマーが線状主鎖と多数の分岐鎖を提供することを例とし、本発明は以下の具体的な実施形態を提供する。シリカで被覆された四酸化三鉄磁性ビーズを生体磁性マイクロスフェアの本体とし、まずカップリング剤3-アミノプロピルトリエトキシシラン(APTES、CAS:919-30-2、アミノ化カップリング剤であり、シランカップリング剤であり、より具体的にはアミノ化シランカップリング剤である)を利用してシリカで被覆された四酸化三鉄磁性ビーズに対して化学修飾を行い、アミノ基を磁気ビーズの外表面に導入し、SiO2に対する活性化修飾を完了し、アミノ基修飾磁性マイクロスフェアAを得る。続いてカルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用して固定化分子(1つの炭素炭素二重結合と1つの反応性基カルボキシル基とを提供するアクリル酸分子)を磁気ビーズの外表面に共有結合し、それにより炭素-炭素二重結合を磁気ビーズの外表面に導入し、炭素-炭素二重結合を含む磁性マイクロスフェアBを得る。続いて炭素-炭素二重結合の重合反応を利用してアクリル系モノマー分子(例えばアクリル酸ナトリウム)の重合を行い、重合反応を行うと同時に重合生成物を磁気ビーズの外表面に共有結合し、SiO2にポリマーを連結する(共有結合方式)ことを完了し、アクリル系ポリマー修飾磁性マイクロスフェアCを得る。ここの固定化分子はアクリル酸分子であり、1つの固定化分子は1つのポリマー分子のみを引き出し、同時に1つのポリマー線状主鎖のみを引き出す。モノマー分子としてアクリル酸ナトリウムを例にとると、重合生成物はポリアクリル酸ナトリウムであり、その主鎖は線状のポリオレフィン主鎖であり、且つ主鎖に沿って複数の側分岐鎖COONaが共有結合され、分岐鎖に含まれる官能基もCOONaである。ここの重合反応は、N、N’-メチレンビスアクリルアミド(CAS:110-26-9)などの架橋剤を使用せず、分子鎖同士が網状重合体に架橋されることを回避し、架橋剤を加えない条件で重合生成物に線状主鎖を発生させる。分子鎖が相互に架橋して網状ポリマーになると、多孔質構造を形成し、標的タンパク質の溶出効率に影響を与える。 Specifically, taking as an example the acrylic polymer to provide a linear main chain and multiple branches, the present invention provides the following specific embodiments. With silica-coated triiron tetroxide magnetic beads as the main body of the biomagnetic microspheres, firstly, the coupling agent 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES, CAS: 919-30-2, an aminated coupling agent, A silane coupling agent, more specifically an aminated silane coupling agent) is used to chemically modify the silica-coated triiron tetroxide magnetic beads to convert amino groups to the magnetic beads. It is introduced into the outer surface to complete the activation modification on SiO2 to obtain amino group-modified magnetic microspheres A. Subsequently, the immobilized molecule (acrylic acid molecule providing one carbon-carbon double bond and one reactive group carboxyl group) is removed from the magnetic bead using covalent bonding reaction between the carboxyl group and the amino group. Covalently bound to the surface, thereby introducing carbon-carbon double bonds to the outer surface of the magnetic beads, obtaining magnetic microspheres B containing carbon-carbon double bonds. Subsequently, an acrylic monomer molecule (for example, sodium acrylate) is polymerized using the polymerization reaction of carbon-carbon double bonds, and the polymerization product is covalently bonded to the outer surface of the magnetic beads at the same time as the polymerization reaction is performed, The linking of the polymer to SiO2 (covalent method) is completed to obtain acrylic polymer-modified magnetic microspheres C. The immobilized molecules here are acrylic acid molecules, one immobilized molecule pulls out only one polymer molecule and at the same time only pulls out one polymer linear backbone. Taking sodium acrylate as an example of the monomer molecule, the polymerization product is sodium polyacrylate, the main chain of which is a linear polyolefin main chain, and a plurality of side branched chains COONa are shared along the main chain. The functional group that is attached and included in the branched chain is also COONa. The polymerization reaction here does not use a cross-linking agent such as N,N'-methylenebisacrylamide (CAS: 110-26-9) to avoid cross-linking of the molecular chains into a network polymer, and the cross-linking agent A linear main chain is generated in the polymerized product under the condition that is not added. When the molecular chains cross-link to each other to form a network polymer, it forms a porous structure and affects the elution efficiency of the target protein.
いくつかの好ましい形態では、磁性マイクロスフェアBを製造する時に用いられるアクリル酸の使用量は0.002~20mol/Lである。 In some preferred forms, the amount of acrylic acid used when manufacturing the magnetic microspheres B is 0.002-20 mol/L.
いくつかの好ましい形態では、磁性マイクロスフェアCを製造する時に用いられるアクリル酸ナトリウムの使用量は0.53~12.76mol/Lである。 In some preferred forms, the amount of sodium acrylate used when manufacturing the magnetic microspheres C is 0.53-12.76 mol/L.
前記生体磁性マイクロスフェアの外表面は、アミノ化以外の他の活性化修飾方式を採用することができる。例えば、上記アミノ化された生体磁性マイクロスフェア(アミノ基修飾磁性マイクロスフェアA)は、さらに酸無水物又は他の修飾分子と反応することができ、それにより生体磁性マイクロスフェアの外表面にカルボキシル化又は他の活性化方式の化学修飾を実現する。 The outer surface of the biomagnetic microspheres can adopt other activation modification schemes than amination. For example, the aminated biomagnetic microspheres (amino group-modified magnetic microspheres A) can be further reacted with acid anhydrides or other modifying molecules, thereby carboxylating the outer surface of the biomagnetic microspheres. Or to realize chemical modification of other activation methods.
前記固定化分子は、ポリマーの主鎖を磁気ビーズの外表面に共有結合して固定した小分子である。固定化小分子は特に制限されず、その一端が磁気ビーズの外表面に共有結合され、他端が単独重合反応又は共重合反応又は重縮合反応を含む重合反応を開始することができ、又は他端がポリマーの線状主鎖末端を共重合結合することができればよい。 The immobilized molecule is a small molecule immobilized by covalently bonding a polymer backbone to the outer surface of a magnetic bead. The immobilized small molecule is not particularly limited, one end of which is covalently bound to the outer surface of the magnetic bead and the other end is capable of initiating polymerization reactions including homopolymerization reactions or copolymerization reactions or polycondensation reactions, or other It suffices if the ends can be copolymerized with the ends of the linear main chain of the polymer.
前記固定化分子は、鎖の堆積及び/又は滞留率の増加を伴わない限り、1本のポリマー線状主鎖のみが引き出されてもよいし、2本以上のポリマー線状主鎖が引き出されてもよい。好ましくは、1つの固定化分子は1つのポリマー分子のみを引き出し、且つ1本のポリマー線状主鎖のみを引き出す。 The immobilized molecule may be drawn with only one polymeric linear backbone, or with two or more polymeric linear backbones, as long as it does not involve chain deposition and/or an increase in retention rate. may Preferably, one immobilizing molecule draws only one polymer molecule and draws only one polymer linear backbone.
いくつかの好ましい形態では、前記固定化分子は、鎖の堆積及び/又は滞留率の増加を伴わない限り、1本のポリマー線状主鎖のみが引き出されてもよいし、2本以上のポリマー線状主鎖が引き出されてもよい。好ましくは、1つの固定化分子は1つのポリマー分子のみを引き出し、且つ1本のポリマー線状主鎖のみを引き出す。 In some preferred forms, the immobilized molecule may have only one polymer linear backbone pulled out, or two or more polymer A linear backbone may be drawn. Preferably, one immobilizing molecule draws only one polymer molecule and draws only one polymer linear backbone.
他のいくつかの好ましい形態では、重合のモノマー単位である前記アクリル系モノマー分子が、アクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステル系モノマーのいずれか又はそれらの組み合わせであってもよい。 In some other preferred embodiments, the acrylic monomer molecule, which is a monomer unit for polymerization, is acrylic acid, acrylate, acrylic acid ester, methacrylic acid, methacrylate, methacrylic acid ester monomer, or any of them. may be a combination of
本発明の他の実施形態として、前記アクリル系ポリマーは、他のポリマーで代替することができる。選択の基準は、形成されたポリマーは1本の線状主鎖を有し、主鎖に沿って大量の側分岐鎖を分布し、且つ側分岐鎖に機能基を携帯して後続の化学修飾に用いることができ、即ち磁気ビーズ外表面の結合部位に対して、ポリマー線状主鎖側端に分布された分岐鎖によって大量の機能基を提供することである。例えば、ε-ポリリジン鎖、α-ポリリジン鎖、γ-ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸鎖、アスパラギン酸/グルタミン酸共重合体などが挙げられる。 As another embodiment of the present invention, the acrylic polymer can be replaced with other polymers. Criteria for selection were that the polymer formed had a single linear backbone, distributed a large number of side branches along the backbone, and carried functional groups on the side branches to facilitate subsequent chemical modification. to provide a large number of functional groups to the binding sites on the outer surface of the magnetic beads by means of branched chains distributed at the side ends of the polymeric linear backbone. Examples include ε-polylysine chains, α-polylysine chains, γ-polyglutamic acid chains, polyaspartic acid chains, aspartic acid/glutamic acid copolymers, and the like.
上記ポリマーの他の代替形態のポリマー分子を前記生体磁性マイクロスフェアの外表面に導入する方法は下記である。ポリマー代替物の化学構造及びその側分岐鎖活性基のタイプに基づいて、適切な生体磁性マイクロスフェアの外表面の活性化修飾方式、固定化分子の種類、モノマー分子タイプを選択し、適切な化学反応を行って大量の分岐鎖に位置する活性基を生体磁性マイクロスフェアの外表面に導入する。 Methods for introducing polymer molecules of other alternative forms of the above polymers to the outer surface of the biomagnetic microspheres are described below. Based on the chemical structure of the polymer substitute and the type of its side-branched active groups, select the appropriate biomagnetic microsphere outer surface activation modification method, immobilized molecule type, monomer molecule type, A reaction is performed to introduce a large number of branched chain-located active groups to the outer surface of the biomagnetic microspheres.
アクリル系ポリマー分子(例えば、ポリアクリル酸ナトリウム線状分子鎖)を磁気ビーズの外表面に共有結合した後、分岐鎖末端の官能基で活性化部位を提供し、又はビオチン又はビオチン類似体分子を連結する前に、反応の必要に応じて、ポリマー分子の分岐鎖官能基を活性化することができ、それに反応活性を備えさせ、活性化部位を形成する。3-プロパンジアミンをポリマー分岐鎖の活性部位(各モノマーアクリル系単位構造は一つの活性部位を提供することができる)に共有結合し、新たな官能基(アミノ基)を形成し、続いてカルボキシル基とアミノ基との間のアミド化共有結合反応を利用してビオチン又はビオチン類似体分子をポリマー分岐鎖末端の新たな機能基に共有結合し、ビオチン又はビオチン類似体がポリマーの分岐鎖末端に共有結合することを完成する。ビオチンを精製媒体とする例として、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDを得て、一つのビオチン分子は一つの特異的結合部位を提供することができる。ポリマー分岐鎖の官能基がCOONaであることを例とし、この場合にアクリル酸ナトリウムを用いてモノマー分子とし、1,3-プロパンジアミンと共有結合反応を行う前に、まずカルボキシル基活性化を行うことができ、従来のカルボキシル基活性化方法、例えばEDC・HClとNHSを加える方法を用いることができる。 After covalently bonding acrylic polymer molecules (e.g., sodium polyacrylate linear chains) to the outer surface of the magnetic beads, functional groups at the ends of the branched chains provide activation sites, or biotin or biotin analogue molecules are attached. Prior to ligation, the branched functional groups of the polymer molecule can be activated as required for the reaction, rendering it reactively active and forming activated sites. 3-Propanediamine is covalently attached to the active site of the polymer branch chain (each monomer acrylic unit structure can provide one active site) to form a new functional group (amino group) followed by carboxyl A covalent amidation reaction between a group and an amino group is used to covalently attach a biotin or biotin analogue molecule to a new functional group at the branched end of the polymer, and the biotin or biotin analogue is attached to the branched chain end of the polymer. Complete covalent bonding. As an example of using biotin as a purification medium, biotin-modified biomagnetic microspheres D can be obtained, one biotin molecule can provide one specific binding site. Take for example the functional group of the polymer branch chain is COONa, in this case sodium acrylate is used as the monomer molecule, which is first subjected to carboxyl group activation before covalent reaction with 1,3-propanediamine. A conventional carboxyl group activation method, such as adding EDC.HCl and NHS, can be used.
5.3.1.アクリル系ポリマー修飾磁性マイクロスフェアの製造
磁性マイクロスフェアAの製造:シリカで被覆された四酸化三鉄磁性マイクロスフェアの水溶液に対し、無水エタノールで磁性マイクロスフェアを洗浄し、3-アミノプロピルトリエトキシシラン(APTES、カップリング剤)のエタノール溶液を加え、反応し、洗浄し、磁性マイクロスフェアの外表面に大量のアミノ基を導入する。
5.3.1. Preparation of acrylic polymer-modified magnetic microspheres Preparation of magnetic microsphere A: For aqueous solution of triiron tetroxide magnetic microspheres coated with silica, wash the magnetic microspheres with absolute ethanol and apply 3-aminopropyltriethoxysilane. An ethanol solution of (APTES, a coupling agent) is added, reacted, washed, and a large amount of amino groups introduced onto the outer surface of the magnetic microspheres.
磁性マイクロスフェアBの製造:アクリル酸の水溶液に、1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC・HCl)及びN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)を加えてカルボキシル基活性化を行い、活性化後に磁性マイクロスフェアAを含む水溶液に加える。アクリル酸における活性化されたカルボキシル基と磁性マイクロスフェア外表面のアミノ基は共有結合(アミド結合)を形成し、磁性マイクロスフェアの外表面に大量の炭素-炭素二重結合を導入する。 Production of magnetic microsphere B: 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC·HCl) and N-hydroxysuccinimide (NHS) are added to an aqueous solution of acrylic acid to activate carboxyl groups. and added to the aqueous solution containing the magnetic microspheres A after activation. The activated carboxyl group in acrylic acid and the amino group on the outer surface of the magnetic microsphere form a covalent bond (amide bond), introducing a large amount of carbon-carbon double bonds to the outer surface of the magnetic microsphere.
磁性マイクロスフェアCの製造:磁性マイクロスフェアBにアクリル系モノマー分子の水溶液を加え、開始剤を添加し、炭素-炭素二重結合の重合反応を行う。アクリル系モノマー分子における炭素-炭素二重結合と磁性マイクロスフェア表面の炭素-炭素二重結合は開結合重合を行い、アクリル系ポリマー分子は共有結合で磁性マイクロスフェアの外表面に連結され、ここで、アクリル系ポリマーはカルボキシル系官能基を含み、前記カルボキシル系官能基は、カルボキシル基、ギ酸塩、ギ酸エステルなどの形式で存在していてもよい。好ましい一形態では、ギ酸ナトリウムの形式で存在し、この場合に例えばアクリル酸ナトリウム又はメタクリル酸ナトリウムをモノマー分子とする。他の好ましい一形態では、ギ酸エステルの形式で存在し、この場合に例えばアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを用いてモノマー分子とする。ギ酸塩及びギ酸エステルはカルボキシル基によって活性化された後に比較的良好な反応活性を得ることができる。 Preparation of magnetic microsphere C: An aqueous solution of acrylic monomer molecules is added to magnetic microsphere B, an initiator is added, and a carbon-carbon double bond is polymerized. The carbon-carbon double bonds in the acrylic monomer molecules and the carbon-carbon double bonds on the surface of the magnetic microspheres undergo open bond polymerization, and the acrylic polymer molecules are covalently linked to the outer surface of the magnetic microspheres, where The acrylic polymer contains a carboxyl-based functional group, and the carboxyl-based functional group may exist in the form of a carboxyl group, a formate, a formate, or the like. In one preferred form, it is present in the form of sodium formate, in which case sodium acrylate or sodium methacrylate, for example, is the monomer molecule. In another preferred form, they are present in the form of formic acid esters, in which case, for example, acrylic or methacrylic acid esters are used as monomer molecules. Formates and formates can obtain relatively good reaction activity after being activated by carboxyl groups.
5.3.2.ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDの製造
磁性マイクロスフェアCの溶液:1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC・HCl)とN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)を加えて、マイクロスフェア外表面のポリマー分子側分岐鎖のカルボキシル基系官能基をカルボキシル基活性化した後、プロピレンジアミンの水溶液を加えてカップリング反応を行い、アクリル系ポリマー分子の側分岐鎖カルボキシル基位置にプロピレンジアミンをグラフトして、ポリマー側分岐鎖の官能基をカルボキシル基からアミノ基に変換する。
5.3.2. Preparation of biotin-modified biomagnetic microspheres D Solution of magnetic microspheres C: Add 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC.HCl) and N-hydroxysuccinimide (NHS) to prepare microspheres. After carboxyl-activating the carboxyl-based functional groups of the side branched chains of the polymer molecules on the outer surface of the sphere, an aqueous solution of propylenediamine is added to carry out a coupling reaction, and propylenediamine is added to the side-branched carboxyl groups of the acrylic polymer molecules. to convert the functional groups of the polymer side branches from carboxyl groups to amino groups.
ビオチンの水溶液:1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩とN-ヒドロキシスクシンイミドとを加え、ビオチン分子におけるカルボキシル基を活性化し、続いて磁性マイクロスフェアCを含む水溶液に加え、磁性マイクロスフェアCの外表面のポリマーの側分岐鎖の新生官能基(アミノ基)の位置にビオチンを共有結合的にカップリングさせ、アクリル系ポリマーの多数の側分岐鎖にそれぞれビオチン分子が連結された生体磁性マイクロスフェアDを得る。 Aqueous solution of biotin: 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride and N-hydroxysuccinimide are added to activate the carboxyl groups in the biotin molecule, and then added to the aqueous solution containing magnetic microspheres C, Biotin is covalently coupled to the position of the new functional group (amino group) of the side branched chain of the polymer on the outer surface of the magnetic microsphere C, and the biotin molecule is linked to each of the many side branched chains of the acrylic polymer. Biomagnetic microspheres D are obtained.
5.3.3.好ましい例
いくつかの好ましい形態では、上記生体磁性マイクロスフェアDの製造方法は以下のとおりである。
5.3.3. Preferred Examples In some preferred embodiments, the method for producing the biomagnetic microspheres D is as follows.
まず、0.5~1000mL(20%、v/v)のシリカで被覆された四酸化三鉄磁性マイクロスフェアの水溶液を量り取り、無水エタノールで磁性マイクロスフェアを洗浄し、10~300mLの3-アミノプロピルトリエトキシシラン(APTES、CAS:919-30-2)のエタノール溶液(5%~50%、v/v)を上記洗浄後の磁性マイクロスフェアに加え、2~72時間反応させ、無水エタノールと蒸留水で磁性マイクロスフェアを洗浄し、アミノ基修飾磁性マイクロスフェアAを得る。 First, weigh out 0.5-1000 mL (20%, v/v) of an aqueous solution of silica-coated triiron tetroxide magnetic microspheres, wash the magnetic microspheres with absolute ethanol, and add 10-300 mL of 3- An ethanol solution (5% to 50%, v/v) of aminopropyltriethoxysilane (APTES, CAS: 919-30-2) was added to the magnetic microspheres after the washing, reacted for 2 to 72 hours, and treated with absolute ethanol. and distilled water to obtain amino group-modified magnetic microspheres A.
1.0×10-4~1molのアクリル酸を取り、pH4~6の溶液Xに加え(溶液X:終濃度0.01~1mol/Lの2-モルホリノエタンスルホン酸(CAS:4432-31-9)、0.1~2mol/LのNaCl水溶液)、0.001~0.5molの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC・HCl、CAS:25952-53-8)及び0.001~0.5molのN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS、CAS:6066-82-6)を加え、3~60min反応させる。上記溶液を0.5~50mLの磁性マイクロスフェアAが混合されたpH7.2~7.5のPBS緩衝溶液に加え、1~48時間反応し、蒸留水で磁性マイクロスフェアを洗浄し、炭素-炭素二重結合で修飾された磁性マイクロボールBを得る。
Take 1.0×10 −4 to 1 mol of acrylic acid and add it to solution X of
0.5~50mLの磁性マイクロボールBを取り、0.5~200mLの5%~30%(w/v)アクリル酸ナトリウム溶液を加え、さらに10μL~20mLの2%~20%(w/v)過硫酸アンモニウム溶液及び1μL~1mLのテトラメチルエチレンジアミンを加え、3~60分間反応させた後に蒸留水で磁性マイクロスフェアを洗浄し、ポリアクリル酸ナトリウムで修飾された磁性マイクロスフェアCを得る。 Take 0.5-50 mL of magnetic microball B, add 0.5-200 mL of 5%-30% (w/v) sodium acrylate solution, and add 10 μL-20 mL of 2%-20% (w/v) ) Add an ammonium persulfate solution and 1 μL to 1 mL of tetramethylethylenediamine, react for 3 to 60 minutes, and then wash the magnetic microspheres with distilled water to obtain sodium polyacrylate-modified magnetic microspheres C.
0.5~50mLの磁性マイクロスフェアCを取ってpH4~6の溶液Xに移行し、0.001~0.5molの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC・HCl)と0.001~0.5molのN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)を加え、3~60min反応させる。続いて0.0001~1molの1,3-プロパンジアミンを溶解したpH7.2~7.5のPBS緩衝溶液を加え、1~48時間反応させる。蒸留水で洗浄した後にPBS緩衝溶液を加え、磁性マイクロスフェアCにおけるポリマー側分岐鎖のCOONaをアミノ官能基に変換し、溶液Xに1.0×10-6~3.0×10-4molのビオチンを秤取し、2.0×10-6~1.5×10-3molの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩と2.0×10-6~1.5×10-3molのN-ヒドロキシスクシンイミドを加え、3~60min反応させる。続いて上記洗浄後の磁性マイクロスフェア溶液に加え、1~48時間反応させ、蒸留水で洗浄した後にビオチン修飾磁性マイクロスフェアDを得る。
Take 0.5-50 mL of magnetic microspheres C, transfer to pH 4-6 solution X, and add 0.001-0.5 mol of 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC. HCl) and 0.001-0.5 mol of N-hydroxysuccinimide (NHS) are added and allowed to react for 3-60 min. Subsequently, a PBS buffer solution of pH 7.2-7.5 in which 0.0001-1 mol of 1,3-propanediamine is dissolved is added and reacted for 1-48 hours. After washing with distilled water, a PBS buffer solution was added to convert the COONa of the polymer-side branched chain in the magnetic microsphere C into an amino functional group, and add 1.0×10 −6 to 3.0×10 −4 mol to the solution X. of biotin was weighed out and 2.0×10 −6 to 1.5×10 −3 mol of 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride and 2.0×10 −6 to 1
5.4.本発明の第3の態様は、本発明の第1の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアをアビジン又はアビジン類似体と反応して得られる生体磁性マイクロスフェアを提供する。 5.4. A third aspect of the present invention provides biomagnetic microspheres obtained by reacting the biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the present invention with avidin or an avidin analogue.
6.本発明の第6の態様は、本発明の第2の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアの製造方法を提供し、この方法は、(i)請求項1に記載の生体磁性マイクロスフェアを提供するステップであって、第5の態様のステップ(1)から(4)で製造することができるステップと、(ii)精製媒体を前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端のビオチン又はビオチン類似体に連結するステップと、を含む。
6. A sixth aspect of the present invention provides a method of manufacturing the biomagnetic microspheres provided in the second aspect of the present invention, the method comprising: (i) providing biomagnetic microspheres according to
いくつかの好ましい形態では、前記生体磁性マイクロスフェアは、下記のステップによって製造される。ステップ(1)から(4)は、第5の態様と同じであり、ステップ(5)は、精製媒体を前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端のビオチンに連結する。 In some preferred forms, the biomagnetic microspheres are manufactured by the following steps. Steps (1) to (4) are the same as in the fifth aspect, and step (5) links the purification medium to biotin at the branched ends of the polymer of said biomagnetic microspheres.
7.本発明の第7の態様は、本発明の第2の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアの製造方法を提供し、この方法は、(i)請求項1に記載の生体磁性マイクロスフェアを提供するステップであって、第5の態様のステップ(1)から(4)で製造することができるステップと、(ii)アビジン又はアビジン類似体と精製媒体との共有結合複合体を精製媒体提供用の原料として、それをポリマーの分岐鎖末端に結合し、前記ビオチン又はビオチン類似体と前記アビジン又はアビジン類似体との間にアフィニティ複合体の結合作用を形成し、精製媒体付き生体磁性マイクロスフェアを得るステップと、を含む。
7. A seventh aspect of the present invention provides a method of manufacturing the biomagnetic microspheres provided in the second aspect of the present invention, the method comprising: (i) providing biomagnetic microspheres according to
独立して任意に、(6)磁石で生体磁性マイクロスフェアを沈降し、液相を除去し、洗浄するステップを含み、
独立して任意に、前記精製媒体の交換を含み、適当な条件で前記アビジン又はアビジン類似体と精製媒体との共有結合複合体を溶出することによって実現することができる。
independently optionally, (6) sedimenting the biomagnetic microspheres with a magnet, removing the liquid phase, and washing;
Optionally, this can be accomplished independently by eluting the covalent complex of the avidin or avidin analogue with the purification medium, optionally including exchanging the purification medium under suitable conditions.
いくつかの好ましい形態では、前記生体磁性マイクロスフェアは、下記の5つのステップによって製造される。ステップ(1)~(4)は、第5の形態と同じであり、ステップ(5)は、上記のステップ(ii)と同じである。 In some preferred forms, the biomagnetic microspheres are manufactured by the following five steps. Steps (1)-(4) are the same as in the fifth mode, and step (5) is the same as step (ii) above.
8.本発明の第8の態様は、本発明の第4の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアの製造方法を提供する。 8. An eighth aspect of the invention provides a method of making biomagnetic microspheres provided in the fourth aspect of the invention.
本発明の第4の態様は、アフィニティタンパク質磁性マイクロスフェアを提供する。 A fourth aspect of the invention provides affinity protein magnetic microspheres.
本発明の第4の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアは、第1の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアを原料とし、さらにアビジン又はその類似体とアフィニティタンパク質との共有結合複合体を結合して得られ、ビオチン又はその類似体とアビジン又はその類似体との間のアフィニティ複合体作用により、アフィニティ複合体を前記生体磁性マイクロスフェアのポリマー分岐鎖に担持する。 The biomagnetic microspheres provided in the fourth aspect of the present invention are made from the biomagnetic microspheres provided in the first aspect, and further bind a covalent complex of avidin or an analogue thereof and an affinity protein. and the affinity complexes are carried on the polymer branches of the biomagnetic microspheres by the affinity complex action between biotin or its analogues and avidin or its analogues.
好ましい一形態では、本発明の第4の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアは、本発明の第1の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアを原料とし、さらにアビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eを結合して得られる。 In one preferred form, the biomagnetic microspheres provided in the fourth aspect of the present invention are made from the biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the present invention, and further comprise an avidin-affinity protein covalent complex It is obtained by combining E.
アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体E:アビジン-アフィニティタンパク質複合体Eとも呼ばれ、共有結合の方式で連結された複合体であり、一端がアビジン又はその類似体、他端がアフィニティタンパク質であり、両者は共有結合で直接連結され、又は共有結合連結要素で間接的に連結される。前記共有結合連結基は、共有結合、連結ペプチドなどを含む。アビジン-アフィニティタンパク質複合体Eとして、例えば、ストレプトアビジンを有するアフィニティタンパク質が挙げられ、ここで、アフィニティタンパク質としては、プロテインA、プロテインG及び/又はプロテインLなどが挙げられるがこれらに限定されない。アビジン-アフィニティタンパク質複合体Eとしては、さらに、ストレプトアビジン-プロテインA複合体、ストレプトアビジン-プロテインAの融合タンパク質、ストレプトアビジン-増強型緑色蛍光タンパク質-プロテインAの融合タンパク質(Protein A-eGFP-Streptavidin)、Protein A-eGFP-Tamavidin2、Protein A-eGFP-Tamavidin1などが挙げられ、ここで、eGFPは広義にeGFPの変異体を含み、Streptavidinはストレプトアビジンであり、Tamavidin1とTamavidin2はいずれもアビジン類似体である。 avidin-affinity protein covalent complex E: also called avidin-affinity protein complex E, a complex linked in a covalent manner, with avidin or an analogue thereof at one end and an affinity protein at the other end, Both are directly linked by a covalent bond or indirectly linked by a covalent linking element. The covalent linking groups include covalent bonds, linking peptides, and the like. Avidin-affinity protein complex E includes, for example, affinity proteins with streptavidin, where affinity proteins include but are not limited to protein A, protein G and/or protein L and the like. The avidin-affinity protein complex E further includes a streptavidin-protein A complex, a streptavidin-protein A fusion protein, and a streptavidin-enhanced green fluorescent protein-protein A fusion protein (Protein A-eGFP-Streptavidin ), Protein A-eGFP-Tamavidin2, Protein A-eGFP-Tamavidin1, etc., where eGFP broadly includes eGFP variants, Streptavidin is streptavidin, and both Tamavidin1 and Tamavidin2 are avidin analogs is.
アビジンはビオチンと特異的に結合し、アフィニティ複合体を形成する。上記アビジンとビオチンとのアフィニティ複合体の結合作用は他のアフィニティ複合体の結合作用で代替することができ、同様にアフィニティタンパク質を交換した後に再利用する効果を実現することができる。ただし、アビジンとビオチンが提供するアフィニティ複合体作用はより好ましい。これは両者の間の特異性が高く、親和力が強く、且つビオチンはアビジンとの結合ドメインに加え、さらに結合可能なカルボキシル基を1つ増加し、またアビジンはアフィニティタンパク質と融合タンパク質に製造しやすいためである。 Avidin specifically binds to biotin to form an affinity complex. The binding action of the affinity complex of avidin and biotin can be replaced by the binding action of another affinity complex, and similarly the effect of reusing the affinity protein after exchange can be realized. However, the affinity complexing action provided by avidin and biotin is more preferred. This is due to the high specificity and strong affinity between the two, and biotin adds to the binding domain with avidin, further increasing the binding carboxyl group by one, and avidin is easy to produce into affinity proteins and fusion proteins. It's for.
アフィニティ複合体の選択基準:特異性が優れ、親和力が強く、さらに化学的に結合可能な部位を1つ提供し、それによってポリマー分岐鎖末端に共有結合することができ、又は化学修飾された後にポリマーの分岐鎖末端に共有結合することができる。 Criteria for selection of affinity conjugates: good specificity, strong affinity, and provide one chemically conjugable site by which they can be covalently attached to the ends of polymer branches, or after being chemically modified It can be covalently attached to the branched chain ends of the polymer.
8.1.製造過程
いくつかの実施形態において、上記第5の態様に製造された生体磁性マイクロスフェア(ビオチン磁性マイクロスフェア)に基づいて以下のステップ(5)を行い、アフィニティタンパク質を精製媒体とする磁性マイクロスフェアシステムを得る。
8.1. Manufacturing process In some embodiments, the following step (5) is performed based on the biomagnetic microspheres (biotin magnetic microspheres) manufactured in the fifth aspect above, and magnetic microspheres using an affinity protein as a purification medium are prepared. get the system.
ステップ(5):アビジン又はアビジン類似体とアフィニティタンパク質との共有結合複合体(例えばアビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体E)を結合する。ビオチン又はその類似体とアビジン又はその類似体との間の特異的結合作用により、前記共有結合複合体(例えばアビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体E)をポリマーの分岐鎖末端に結合し、ビオチン又はその類似体とアビジン又はその類似体との間にアフィニティ複合体の結合作用を形成し、アフィニティタンパク質磁性マイクロスフェアを得る。 Step (5): Binding a covalent complex of avidin or an avidin analogue to an affinity protein (eg avidin-affinity protein covalent complex E). A specific binding interaction between biotin or an analogue thereof and avidin or an analogue thereof binds said covalent complex (e.g. avidin-affinity protein covalent complex E) to the branched end of the polymer, biotin or An affinity complex is formed between the analogue and avidin or an analogue thereof to form affinity protein magnetic microspheres.
例えば、アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体E(例えば、ストレプトアビジン付きアフィニティタンパク質であり、ここで、アフィニティタンパク質はプロテインA、プロテインG又は/及びプロテインLなどから選択されるがこれらに限定されない)を、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDの系に添加し、ビオチンとアビジン(例えばストレプトアビジン)との間の極めて強い特異性親和力を利用し、アフィニティタンパク質を磁気ビーズ外表面のポリマー分岐鎖末端に非共有結合し、抗体系物質の分離精製に使用可能なアフィニティタンパク質修飾磁気ビーズを得て、アフィニティタンパク質を精製媒体とし、標的タンパク質を捕捉するための結合部位を提供する。 For example, avidin-affinity protein covalent complex E (for example, an affinity protein with streptavidin, wherein the affinity protein is selected from, but not limited to, protein A, protein G or/and protein L, etc.) , added to a system of biotin-modified biomagnetic microspheres D, exploiting the extremely strong specific affinity between biotin and avidin (e.g., streptavidin) to non-covalently attach affinity proteins to polymer branched ends on the outer surface of magnetic beads. Affinity protein-modified magnetic beads are obtained that bind and can be used for the separation and purification of antibody-based substances, using the affinity protein as a purification medium and providing a binding site for capturing the target protein.
8.2.製造過程の例
本発明の第4の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアは、ビオチン-アビジン-アフィニティタンパク質の方式で前記ポリマーの分岐鎖末端に連結されることを例とし、以下のステップにより製造することができる。
8.2. Example of Manufacturing Process The biomagnetic microspheres provided in the fourth aspect of the present invention are exemplified by being linked to the branched ends of the polymer in the manner of biotin-avidin-affinity protein, and are manufactured by the following steps: can do.
(1)磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行い、アミノ基を磁性マイクロスフェア本体の外表面に導入し、アミノ基修飾磁性マイクロスフェアAを形成し、前記磁性マイクロスフェア本体がSiO2で被覆された磁性材料である場合、前記カップリング剤は、好ましくはアミノ化シランカップリング剤である。 (1) The magnetic microsphere body is chemically modified, amino groups are introduced into the outer surface of the magnetic microsphere body to form amino group-modified magnetic microspheres A, and the magnetic microsphere body is coated with SiO2 . magnetic material, the coupling agent is preferably an aminated silane coupling agent.
好ましい一形態では、カップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行う。 In one preferred form, the magnetic microsphere bodies are chemically modified using a coupling agent.
前記磁性マイクロスフェア本体がSiO2で被覆された磁性材料である場合、シランカップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行うことができる。このとき、前記シランカップリング剤は、好ましくはアミノ化シランカップリング剤である。 When the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO 2 , a silane coupling agent can be used to chemically modify the magnetic microsphere body. At this time, the silane coupling agent is preferably an aminated silane coupling agent.
(2)カルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用してアクリル酸分子を前記磁性マイクロスフェアAの外表面に共有結合し、炭素-炭素二重結合を導入し、炭素-炭素二重結合含有磁性微小球Bを形成する。 (2) covalent bonding of acrylic acid molecules to the outer surface of the magnetic microspheres A by utilizing the covalent bonding reaction between carboxyl groups and amino groups to introduce carbon-carbon double bonds; Magnetic microspheres B containing double bonds are formed.
(3)架橋剤を加えない条件で、炭素-炭素二重結合の重合反応を利用し、アクリル系モノマー分子(例えばアクリル酸ナトリウム)を重合し、得られたアクリル系ポリマー鎖は線状主鎖と官能基を含む分岐鎖とを有し、ポリマーは線状主鎖の一端によって磁性マイクロスフェアBの外表面に共有結合され、アクリル系ポリマー修飾磁性マイクロスフェアCを形成する。 (3) Polymerizing an acrylic monomer molecule (such as sodium acrylate) using a carbon-carbon double bond polymerization reaction without adding a cross-linking agent, and the resulting acrylic polymer chain is a linear main chain. and branched chains containing functional groups, the polymer is covalently bonded to the outer surface of magnetic microsphere B by one end of the linear backbone to form acrylic polymer-modified magnetic microsphere C.
前記官能基の好ましい一実施形態は特異的結合部位である。 A preferred embodiment of said functional group is a specific binding site.
前記官能基の他の好ましい態様は、上記第1の態様と一致する。 Other preferred aspects of the functional group are consistent with the first aspect above.
(4)前記ポリマーの分岐鎖に含まれる官能基により、ビオチンを共有結合し、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDを得る。 (4) A biotin-modified biomagnetic microsphere D is obtained by covalently bonding biotin to the functional group contained in the branched chain of the polymer.
(5)ビオチンとアビジンとの特異的結合作用によって、アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eをポリマーの分岐鎖末端に結合し、ビオチンとアビジンとの間にアフィニティ複合体の結合作用を形成し、アフィニティタンパク質で修飾された生体磁性マイクロスフェアを得る(生体磁性マイクロスフェア)。 (5) binding the avidin-affinity protein covalent complex E to the branched end of the polymer through the specific binding action of biotin and avidin to form the binding action of the affinity complex between biotin and avidin; Affinity protein-modified biomagnetic microspheres are obtained (biomagnetic microspheres).
独立して任意に、(6)磁石でアフィニティタンパク質磁性マイクロスフェアを沈降し、液相を除去し、洗浄するステップを含む。 Optionally independently, (6) sedimenting the affinity protein magnetic microspheres with a magnet, removing the liquid phase, and washing.
さらに独立して任意に、(7)前記アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eを交換し、適切な条件で前記アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eを溶出することによって実現することができるステップを含む。 Further independently optionally, (7) exchanging said avidin-affinity protein covalent complex E and eluting said avidin-affinity protein covalent complex E under suitable conditions. include.
8.3.生体磁性マイクロスフェア:アビジン-プロテインAが結合された生体磁性マイクロスフェアFの製造
(アフィニティタンパク質が結合された生体磁性マイクロスフェアF、プロテインAで修飾された生体磁性マイクロスフェアF、プロテインAで修飾された磁性マイクロスフェア)
8.3. Biomagnetic Microspheres: Avidin-Protein A conjugated biomagnetic microspheres F (Affinity protein conjugated biomagnetic microspheres F, Protein A modified biomagnetic microspheres F, Protein A modified biomagnetic microspheres F) magnetic microspheres)
アビジン-プロテインA結合複合体E(例えば、Protein A-eGFP-Streptavidin、Protein A-eGFP-Tamvavidin2)の融合タンパク質溶液に、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDを加え、混合してインキュベートする。アビジン(例えばStreptavidin又はTamvavidin2)とビオチンとの特異的に結合により、Protein Aを生体磁性マイクロスフェアDの外表面のポリマー分岐鎖の末端基に固定し、アビジン-プロテインAが結合された生体磁性マイクロスフェアFを得る。得られた生体磁性マイクロスフェアF構造において、アクリル酸重合体の側分岐鎖はビオチン-アビジン-プロテインAのアフィニティ複合体構造を含み、生体素端により共有結合的にポリマーの線状主鎖分岐点に連結され、ビオチンとアビジンとの間にアフィニティ複合体の非共有結合の強い特異性結合作用を形成し、アビジンとプロテインAとの間は共有結合で連結され、アビジンとプロテインAとの間に蛍光ラベルを挿入することができ、さらに他の連結ペプチドを挿入することができる。 Biotin-modified biomagnetic microspheres D are added to the fusion protein solution of avidin-Protein A binding complex E (eg, Protein A-eGFP-Streptavidin, Protein A-eGFP-Tamvavidin2), mixed and incubated. The specific binding of avidin (eg, Streptavidin or Tamvavidin2) and biotin anchors Protein A to the terminal groups of polymer branches on the outer surface of biomagnetic microspheres D, resulting in avidin-protein A bound biomagnetic microspheres. Get Sphere F. In the resulting biomagnetic microsphere F structure, the acrylic acid polymer side-branches contain biotin-avidin-protein A affinity complex structures, covalently linked to the polymer's linear main chain branch points by the bio-ends. to form a non-covalent strong specific binding action of the affinity complex between biotin and avidin, between avidin and protein A is covalently linked, and between avidin and protein A Fluorescent labels can be inserted, and other connecting peptides can be inserted.
ここで、アビジン-プロテインAの融合タンパク質、例えばProtein A-eGFP-Streptavidin融合タンパク質とProtein A-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質は、いずれもIVTT反応により生体外無細胞タンパク質合成を行って得ることができる。この時、前記生体磁性マイクロスフェアDはIVTT反応後に得られた上清と混合し、生体磁性マイクロスフェアDの外表面のビオチンと溶液中のアビジン融合タンパク質との間の特異性結合作用により、アフィニティープロテインAの結合を実現する。 Avidin-Protein A fusion proteins such as Protein A-eGFP-Streptavidin fusion protein and Protein A-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein can be obtained by in vitro cell-free protein synthesis by IVTT reaction. At this time, the biomagnetic microsphere D is mixed with the supernatant obtained after the IVTT reaction, and affinity Accomplish protein A binding.
8.4.前記生体磁性マイクロスフェアの外表面のアフィニティタンパク質結合量は以下の方法により確定することができる(蛍光タンパク質eGFP標識を例とする)。 8.4. The amount of affinity protein binding on the outer surface of the biomagnetic microspheres can be determined by the following method (using fluorescent protein eGFP labeling as an example).
まず、アフィニティタンパク質の溶液と磁気ビーズとの結合反応が終了した後、アフィニティタンパク質が結合した生体磁性マイクロスフェアを磁石で吸着し、沈降させる。その後、液相を分離収集し、フロースルーと記す。この場合、液相中のアフィニティタンパク質濃度が減少する。生体磁性マイクロスフェアに結合する前後のIVTT反応で得られた上清における蛍光タンパク質eGFP蛍光値の変化値を測定することにより、生体磁性マイクロスフェアに結合された蛍光タンパク質eGFPの蛍光強度を算出し、アフィニティタンパク質濃度を換算して得る。フロースルー中のアフィニティタンパク質濃度が、生体磁性マイクロスフェアとのインキュベートの前のIVTT溶液中のアフィニティタンパク質濃度と比べて、基本的に変化しない場合は、生体磁性マイクロスフェアのアフィニティタンパク質に対する吸着が飽和傾向にあり、対応する蛍光タンパク質eGFPの蛍光値が顕著に変化しないことを意味する。eGFPタンパク質の純品を採用し、蛍光値とeGFPタンパク質濃度の標準曲線を確立し、それにより生体磁性マイクロスフェアに結合されたアビジン-アフィニティタンパク質(例えば:ストレプトアビジン-プロテインA)の含有量、濃度を測定した。 First, after the binding reaction between the affinity protein solution and the magnetic beads is completed, the biomagnetic microspheres bound with the affinity protein are adsorbed with a magnet and sedimented. The liquid phase is then separated and collected and designated as flow-through. In this case the affinity protein concentration in the liquid phase is reduced. Calculating the fluorescence intensity of the fluorescent protein eGFP bound to the biomagnetic microspheres by measuring the change in the fluorescence value of the fluorescent protein eGFP in the supernatant obtained in the IVTT reaction before and after binding to the biomagnetic microspheres, Calculate the affinity protein concentration. Adsorption of biomagnetic microspheres to affinity proteins tends to saturate when the affinity protein concentration in the flow-through is essentially unchanged compared to the affinity protein concentration in the IVTT solution prior to incubation with the biomagnetic microspheres. , meaning that the fluorescence value of the corresponding fluorescent protein eGFP does not change significantly. A pure eGFP protein is taken to establish a standard curve of fluorescence values and eGFP protein concentration, thereby determining the content, concentration of avidin-affinity protein (eg: streptavidin-protein A) bound to the biomagnetic microspheres. was measured.
プロテインAで修飾された生体磁性マイクロスフェアを用いて抗体の分離精製を行う時に、以下の方法により抗体結合量を算出することができる(ウシ血清抗体を例とする)。プロテインAで修飾された磁気ビーズをウシ血清抗体の溶液(例えば生体外タンパク質合成系を用いて抗体を発現して取得し又は市販して取得する)とインキュベートし、反応が終了した後、溶出緩衝液を用いてウシ血清抗体を磁気ビーズから溶出し、分離して得られたウシ血清抗体は溶出液に存在する。Bradford法を用いて溶出液中のウシ血清アルブミンの濃度を測定する。同時にBSAを標準タンパク質として、マイクロプレートリーダーテストを行い、標準タンパク質を参照として、精製抗体のタンパク質濃度を算出することができ、さらに分離精製の収量、収率を算出する。 When antibodies are separated and purified using protein A-modified biomagnetic microspheres, the amount of antibody binding can be calculated by the following method (using bovine serum antibodies as an example). Incubate the protein A-modified magnetic beads with a solution of bovine serum antibodies (e.g., obtain by expressing antibodies using an in vitro protein synthesis system or obtain commercially), and after the reaction is complete, add an elution buffer. A solution is used to elute the bovine serum antibodies from the magnetic beads, and the separated bovine serum antibodies are present in the eluate. The concentration of bovine serum albumin in the eluate is determined using the Bradford method. At the same time, a microplate reader test is performed using BSA as a standard protein, the protein concentration of the purified antibody can be calculated using the standard protein as a reference, and the yield of separation and purification can be calculated.
8.5.生体磁性マイクロスフェアの再生:精製媒体の交換(アフィニティタンパク質をプロテインAとする例)
プロテインAの溶出と交換:アビジンを溶出すると同時にプロテインAの同期脱離を実現し、したがって、アビジン-プロテインAの交換でもある。
8.5. Regeneration of biomagnetic microspheres: replacement of purification media (example with protein A as affinity protein)
Protein A elution and exchange: Elution of avidin simultaneously achieves synchronous desorption of protein A, hence avidin-protein A exchange.
例えば、プロテインAで修飾された生体磁性マイクロスフェアFに変性緩衝液(尿素及びドデシル硫酸ナトリウムを含む)を加え、95℃の金属浴でインキュベートし、生体磁性マイクロスフェアDにおけるビオチンと結合するアビジン-プロテインAの融合タンパク質(例えば、SPA-eGFP-Tamvavidin2)を溶出し、再生された生体磁性マイクロスフェアD(ポリマー分岐鎖末端のビオチンの結合部位を放出する)を取得し、続いて再生された生体磁性マイクロスフェアDに新鮮なアビジン-プロテインAの融合タンパク質を含有する溶液(例えばSPA-eGFP-Tamvavidin2のIVTT反応後の上清)を添加し、放出された生体磁性マイクロスフェアDのビオチン結合部位に新たなアビジン-プロテインA(例えば、SPA-eGFP-Tamvavidin2)を再結合させ、ビオチンとアビジン(例えばTamvavidin2)との間に非共有結合の特異的結合作用を新たに形成し、それによりプロテインAの交換を実現し、再生された生体磁性マイクロスフェアFを得る。 For example, biomagnetic microspheres F modified with protein A are added with a denaturing buffer (containing urea and sodium dodecyl sulfate), incubated in a metal bath at 95° C., and avidin- which binds biotin in biomagnetic microspheres D. Protein A fusion protein (e.g., SPA-eGFP-Tamvavidin2) is eluted to obtain regenerated biomagnetic microspheres D (which release binding sites for biotin at the ends of polymer branched chains), followed by refolded biomagnetic microspheres. A solution containing a fresh avidin-protein A fusion protein (for example, the supernatant after the IVTT reaction of SPA-eGFP-Tamvavidin2) was added to the magnetic microsphere D, and the biotin-binding site of the released biomagnetic microsphere D was added. New avidin-Protein A (eg, SPA-eGFP-Tamvavidin2) is allowed to recombine, forming a new non-covalent specific binding interaction between biotin and avidin (eg, Tamvavidin2), thereby binding Protein A. The exchange is realized to obtain the regenerated biomagnetic microspheres F.
9.磁性マイクロスフェアの位置制御
本発明の第1から第4の態様に記載の生体磁性マイクロスフェア(生体磁性マイクロスフェアD及び生体磁性マイクロスフェアFを含むがそれらに限定されない)を得た後、磁石を利用して磁性マイクロスフェアを沈降し、液相を除去し、吸着された雑タンパク質又は/及び他の不純物を洗浄して除去することができる。
9. Magnetic Microsphere Position Control After obtaining the biomagnetic microspheres according to the first to fourth aspects of the invention (including but not limited to biomagnetic microsphere D and biomagnetic microsphere F), the magnet is It can be used to sediment the magnetic microspheres, remove the liquid phase, and wash away adsorbed miscellaneous proteins and/or other impurities.
磁性マイクロスフェアのサイズ及びポリマーの化学パラメータと構造パラメータを制御することにより、前記磁性マイクロスフェアは液相に安定的に懸濁することができ、2日又はさらにより長い時間内に沈降しない。また、攪拌を続けない条件で、液状系に安定に懸濁することができる。磁性マイクロスフェアは数ミクロンひいては1ミクロン以下のナノサイズに制御することができる一方、磁性マイクロスフェア外表面のポリマーのグラフト密度を調整することができ、さらにポリマー自体の親水性、構造タイプ、流体力学半径、鎖長さ、分岐鎖数、分岐鎖長さなどの特徴を調整することができ、それにより磁性マイクロスフェアシステムが系における懸濁性能をよりよく制御し、磁性マイクロスフェアシステムと生体外タンパク質合成反応混合系との十分な接触を実現する。一つの好ましい前記磁性マイクロスフェアのサイズは約1マイクロメートルである。 By controlling the size of the magnetic microspheres and the chemical and structural parameters of the polymer, said magnetic microspheres can be stably suspended in a liquid phase and will not settle out within two days or even longer. Moreover, it can be stably suspended in a liquid system under the condition that stirring is not continued. Magnetic microspheres can be controlled to a nanosize of a few microns or even submicron, while the grafting density of the polymer on the outer surface of the magnetic microsphere can be adjusted, and furthermore the hydrophilicity, structural type, hydrodynamics of the polymer itself can be controlled. Characteristics such as radius, chain length, number of branches and length of branched chains can be adjusted, which allows the magnetic microsphere system to better control the suspension performance in the system, and the magnetic microsphere system and in vitro protein Provide sufficient contact with the synthesis reaction mixture system. One preferred magnetic microsphere size is about 1 micrometer.
10.本発明の第9の態様は、本発明の第1から第4の態様に記載の生体磁性マイクロスフェアのタンパク質系物質の分離精製における使用を提供する。 10. A ninth aspect of the present invention provides use of the biomagnetic microspheres according to the first to fourth aspects of the present invention in separating and purifying proteinaceous substances.
好ましい一形態では、前記生体磁性マイクロスフェアの抗体系物質の分離精製における使用である。 In a preferred embodiment, the biomagnetic microspheres are used for separation and purification of antibody-based substances.
前記抗体系物質の定義は用語部分を参照する。 The definition of said antibody-based substance refers to the term part.
本発明は、特に前記生体磁性マイクロスフェアの抗体、抗体断片、抗体融合タンパク質、抗体断片融合タンパク質の分離精製における使用を提供する。 The present invention particularly provides the use of said biomagnetic microspheres in the separation and purification of antibodies, antibody fragments, antibody fusion proteins and antibody fragment fusion proteins.
前記精製媒体は、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される場合、前記使用はさらに生体磁性マイクロスフェアの再生使用を含み、即ち精製媒体の交換後再利用を含む。 When the purification medium is linked to the branched ends of the polymer by a linking element comprising an affinity complex, the use further comprises recycling the biomagnetic microspheres, ie reuse after exchange of the purification medium.
11.本発明の第10の態様は、本発明の第2の態様又は第4の態様に記載の生体磁性マイクロスフェアの抗体系物質の分離精製における使用、特に抗体、抗体断片、抗体融合タンパク質、抗体断片融合タンパク質の分離精製における使用を提供する。 11. A tenth aspect of the present invention is the use of the biomagnetic microspheres according to the second or fourth aspect of the present invention in the separation and purification of antibody-based substances, particularly antibodies, antibody fragments, antibody fusion proteins, antibody fragments. Use in the isolation and purification of fusion proteins is provided.
前記精製媒体はアフィニティタンパク質である。 Said purification medium is an affinity protein.
好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、ビオチン-アビジン-アフィニティタンパク質の方式でポリマーの分岐鎖に連結する。 Preferably, said affinity protein is linked to the branched chain of the polymer in a biotin-avidin-affinity protein fashion.
前記アフィニティタンパク質は、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される場合(例えば、第4の態様に記載の生体磁性マイクロスフェア)、前記使用はさらに生体磁性マイクロスフェアの再生使用を含み、即ちアフィニティタンパク質の交換後再利用を含む。 When said affinity protein is linked to the branched ends of said polymer by a linking element comprising an affinity complex (e.g. the biomagnetic microspheres according to the fourth aspect), said use further regenerates biomagnetic microspheres Includes use, ie reuse after exchange of the affinity protein.
この使用の生体磁性マイクロスフェアにおいて、アフィニティタンパク質とポリマーの線状主鎖との間の分岐鎖骨格にアフィニティ複合体の結合作用が存在し、この時に任意にアフィニティタンパク質の交換を行った後に再利用することができ、前記生体磁性マイクロスフェアは再生して使用することができる。好ましくは、アフィニティタンパク質とポリマーの線状主鎖との間の分岐鎖骨格にビオチン-アビジンのアフィニティ複合体結合作用が存在し、即ちアフィニティタンパク質はビオチン-アビジン-アフィニティタンパク質の方式でポリマー分岐鎖に連結され、この時に生体磁性マイクロスフェアはアビジン-アビジンの溶出によって交換することもできる。 In the biomagnetic microspheres of this use, the binding action of the affinity complex resides in the branched backbone between the affinity protein and the linear backbone of the polymer, at which time it is optionally reused after exchange of the affinity protein. and the biomagnetic microspheres can be regenerated and used. Preferably, the biotin-avidin affinity complex binding action resides in the branched backbone between the affinity protein and the linear backbone of the polymer, ie the affinity protein binds to the polymer branch in a biotin-avidin-affinity protein fashion. Once ligated, the biomagnetic microspheres can also be exchanged by avidin-avidin elution at this time.
12.本発明の第11の態様は、生体磁性マイクロスフェアを提供する。前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを少なくとも1種有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、精製媒体が連結されており、前記精製媒体は、アビジン型タグ、ポリペプチド型タグ、タンパク質型タグ、抗体型タグ、抗原型タグ、又はそれらの組み合わせから選択される。 12. An eleventh aspect of the present invention provides biomagnetic microspheres. At least one type of polymer having a linear main chain and a branched chain is provided on the outer surface of the magnetic microsphere main body, one end of the linear main chain is fixed to the outer surface of the magnetic microsphere main body, and The end is free from the outer surface of the main body of the magnetic microsphere, and a purification medium is linked to the branched chain end of the polymer of the magnetic microsphere, and the purification medium is an avidin-type tag, a polypeptide-type tag, or a protein-type tag. selected from tags, antibody-type tags, antigen-type tags, or combinations thereof.
好ましい一形態では、前記アビジン型タグは、アビジン、ビオチンと結合可能なアビジン類似体、ビオチン類似体と結合可能なアビジン類似体、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, the avidin-type tag is avidin, an avidin analogue capable of binding to biotin, an avidin analogue capable of binding to a biotin analogue, or a combination thereof.
好ましい一形態では、前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, the avidin is streptavidin, modified streptavidin, streptavidin analogs, or a combination thereof.
好ましい一形態では、前記ポリペプチド型タグは、CBPタグ、ヒスチジンタグ、C-Mycタグ、FLAGタグ、Spotタグ、Cタグ、Aviタグ、Stregタグ、WRHPQFGG配列を含むタグ、WRHPQFGGの変体配列を含むタグ、RKAAVSHW配列を含むタグ、RKAAVSHWの変体配列を含むタグ、又はそれらの組み合わせから選択されるいずれかのタグ又はその変体であり、前記Stregタグは、WSHPQFEK及びその変体を含む。 In a preferred embodiment, the polypeptide tag includes a CBP tag, a histidine tag, a C-Myc tag, a FLAG tag, a Spot tag, a C tag, an Avi tag, a Streg tag, a tag containing a WRHPQFGG sequence, and a variant sequence of WRHPQFGG. any tag or variant thereof selected from a tag, a tag comprising a RKAAVSHW sequence, a tag comprising a variant sequence of RKAAVSHW, or a combination thereof, said Streg tag comprising WSHPQFEK and variants thereof.
好ましい一形態では、前記タンパク質型タグは、アフィニティタンパク質、SUMOタグ、GSTタグ、MBPタグ、及びそれらの組み合わせから選択されるいずれかのタグ及びその変体である。 In one preferred form, the protein-based tag is any tag selected from affinity proteins, SUMO tags, GST tags, MBP tags, and combinations thereof and variants thereof.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを少なくとも1種有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に共有結合的に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、アフィニティタンパク質が連結されている。 In one preferred form, the outer surface of the main body of the magnetic microsphere has at least one type of polymer having a linear main chain and a branched chain, and one end of the main linear chain is shared on the outer surface of the main body of the magnetic microsphere. Bindingly immobilized, the other end of the polymer is free from the outer surface of the main body of the magnetic microsphere, and the affinity protein is linked to the branched chain end of the polymer of said magnetic microsphere.
好ましくは、さらに、前記アフィニティタンパク質とポリマーの線状主鎖との間の分岐鎖骨格にアフィニティ複合体の結合作用が存在する。 Preferably, there is also a binding function of the affinity complex on the branched backbone between said affinity protein and the linear backbone of the polymer.
より好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインL、又はそれらの組み合わせから選択される。 More preferably, said affinity protein is selected from protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G, denatured protein L, or combinations thereof.
下記実施例2~6の生体外無細胞タンパク質合成方法に用いられる生体外タンパク質合成系(IVTT系)は、9.78mMのpH8.0トリスヒドロキシメチルアミノメタン塩酸(Tris-HCl)、80mMの酢酸カリウム、5mMの酢酸マグネシウム、1.8mMのヌクレオシド三リン酸混合物(アデニンヌクレオシド三リン酸、グアニンヌクレオシド三リン酸、シトシンヌクレオシド三リン酸及びウラシルヌクレオシド三リン酸であり、それぞれのヌクレオシド三リン酸の濃度は1.8mMである)、0.7mMのアミノ酸混合物(グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、プロリン、トリプトファン、セリン、チロシン、システイン、メチオニン、アスパラギン、グルタミン、スレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リジン、アルギニン及びヒスチジンであり、各アミノ酸濃度は0.1mMである)、15mMのグルコース、320mMのマルトデキストリン(グルコース単位計算でモル濃度は約52mg/mLである)、24mMのリン酸三カリウム、2%(w/v)のポリエチレングリコール8000の成分(いずれも最終濃度)を含み、最後に50体積%の細胞抽出物(具体的には酵母細胞抽出物、より具体的にはクルイベロミセス・ラクチス細胞抽出物)を添加する。 The in vitro protein synthesis system (IVTT system) used in the in vitro cell-free protein synthesis method of Examples 2 to 6 below contains 9.78 mM pH 8.0 trishydroxymethylaminomethane hydrochloride (Tris-HCl), 80 mM acetic acid Potassium, 5 mM magnesium acetate, 1.8 mM nucleoside triphosphate mixture (adenine nucleoside triphosphate, guanine nucleoside triphosphate, cytosine nucleoside triphosphate and uracil nucleoside triphosphate; concentration is 1.8 mM), 0.7 mM amino acid mixture (glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, phenylalanine, proline, tryptophan, serine, tyrosine, cysteine, methionine, asparagine, glutamine, threonine, aspartic acid, glutamic acid , lysine, arginine and histidine, each amino acid concentration is 0.1 mM), 15 mM glucose, 320 mM maltodextrin (molar concentration is about 52 mg/mL with glucose unit calculation), 24 mM tripotassium phosphate , 2% (w/v) of polyethylene glycol 8000 (both final concentrations), and finally 50% by volume of cell extract (specifically yeast cell extract, more specifically Kluyveromyces - Add lactis cell extract).
ここで、前記クルイベロミセス・ラクチス抽出物に内因性発現のT7 RNAポリメラーゼが含まれる。前記クルイベロミセス・ラクチス抽出物は以下の方式で改造される。クルイベロミセス・ラクチス株ATCC8585に基づく改造菌株を採用し、CN109423496Aに記載の方法によって、T7 RNAポリメラーゼをコードする遺伝子をクルイベロミセス・ラクチスのゲノムに統合し、改造菌株を取得し、それにT7 RNAポリメラーゼを内在性で発現させ、改変菌株で細胞原料を培養し、続いて細胞抽出物を製造する。クルイベロミセス・ラクチス細胞抽出物の製造過程は従来技術手段を採用し、CN109593656A記載の方法を参照して製造する。製造ステップは概略的に言えば、以下を含む。発酵培養されたクルイベロミセス・ラクチス細胞の適量の原料を提供し、液体窒素で細胞を急速冷凍し、細胞を破砕し、遠心して上清を収集し、細胞抽出物を得ることができる。得られたクルイベロミセス・ラクチス細胞抽出物中の蛋白濃度は20~40mg/mLである。 wherein said Kluyveromyces lactis extract contains endogenously expressed T7 RNA polymerase. The Kluyveromyces lactis extract is modified in the following manner. A modified strain based on Kluyveromyces lactis strain ATCC8585 was taken and a gene encoding T7 RNA polymerase was integrated into the genome of Kluyveromyces lactis by the method described in CN109423496A to obtain a modified strain, to which T7 RNA was added. The polymerase is expressed endogenously and the cell stock is cultured with the modified strain, followed by the production of cell extracts. The production process of Kluyveromyces lactis cell extract adopts prior art means, referring to the method described in CN109593656A. The manufacturing steps generally include the following. An appropriate amount of fermentation-cultured Kluyveromyces lactis cells can be provided as raw materials, the cells can be rapidly frozen with liquid nitrogen, the cells can be disrupted, and the supernatant can be collected by centrifugation to obtain a cell extract. The protein concentration in the obtained Kluyveromyces lactis cell extract is 20-40 mg/mL.
IVTT反応:上記生体外タンパク質合成系に15ng/μLのDNAテンプレート(コードされたタンパク質に蛍光標識が含まれる)を加え、生体外タンパク質合成反応を行い、均一に混合した後に25~30℃環境に置いて反応し、反応時間は6~18hである。前記DNAテンプレートによってコードされたタンパク質を合成し、前記タンパク質を含むIVTT反応液を得る。紫外吸収法を用いてRFU値を測定し、その濃度とRFU値の標準曲線を結合し、前記タンパク質の含有量を算出することができる。 IVTT reaction: 15 ng/μL of DNA template (the encoded protein contains a fluorescent label) was added to the in vitro protein synthesis system, subjected to an in vitro protein synthesis reaction, uniformly mixed, and placed in a 25-30°C environment. Leave to react, reaction time is 6-18h. A protein encoded by the DNA template is synthesized to obtain an IVTT reaction containing the protein. The RFU value can be measured using the ultraviolet absorption method, and the concentration and standard curve of the RFU value can be combined to calculate the content of the protein.
実施例1 バイオ磁性マイクロスフェアの製造(ビオチンに結合)
シリカで被覆された磁性マイクロスフェアの製造(磁性マイクロスフェア本体、磁気ビーズ、ガラスビーズとも呼ばれる)
20gのFe3O4マイクロスフェアを310mLのエタノールと125mLのとの混合溶媒に入れ、45mLの28%(wt)アンモニア水を加え、22.5mLのオルトケイ酸エチルを滴下し、室温で24h撹拌して反応させ、反応後にエタノールと水で洗浄した。異なる粒径(約1μm、10μm、100μm)の四酸化三鉄マイクロスフェアを原料として、得られたガラスビーズの粒径サイズを制御した。前記異なる粒径の四酸化三鉄マイクロスフェアは従来の技術的手段によって製造することができる。
Example 1 Preparation of biomagnetic microspheres (bound to biotin)
Preparation of silica-coated magnetic microspheres (also called magnetic microsphere bodies, magnetic beads, glass beads)
20 g of Fe3O4 microspheres were put into a mixed solvent of 310 mL of ethanol and 125 mL of ethanol, 45 mL of 28% (wt) ammonia water was added, 22.5 mL of ethyl orthosilicate was added dropwise, and stirred at room temperature for 24 h. and washed with ethanol and water after the reaction. Using triiron tetroxide microspheres with different particle sizes (about 1 μm, 10 μm, 100 μm) as raw materials, the particle size of the resulting glass beads was controlled. Said different particle size triiron tetroxide microspheres can be produced by conventional technical means.
得られた磁性マイクロスフェアは、精製媒体や連結要素-精製媒体を修飾するための基材として用いられるため、磁性マイクロスフェア本体とも呼ばれる。 The resulting magnetic microspheres are also called magnetic microsphere bodies because they are used as substrates for modifying purification media and connecting elements-purification media.
得られた磁性マイクロスフェアは、磁性コアを有し、磁力作用によって位置制御を行うことができ、移動、分散、沈降などの操作を実現し、従って広義の磁気ビーズである。 The resulting magnetic microspheres have a magnetic core, can be position-controlled by the action of magnetic force, and can be moved, dispersed, sedimented, etc., and are therefore broadly defined as magnetic beads.
得られた磁性マイクロスフェアは、シリカの被覆層を有するため、ガラスビーズとも呼ばれ、磁性コアがポリマー、精製媒体、生体外タンパク質合成系の各成分、核酸テンプレート、タンパク質発現産物などの成分又は画分に対する吸着を低減することができる。 The resulting magnetic microspheres, which have a silica coating layer, are also called glass beads, and the magnetic core contains components or fractions such as polymers, purification media, components of in vitro protein synthesis systems, nucleic acid templates, and protein expression products. Adsorption to minutes can be reduced.
数回の実験結果から見ると、磁性マイクロスフェアの粒径は約1μmである時、懸濁しやすい性、懸濁の持続性、及びタンパク質に対する結合効率はいずれも最も高いことがわかった。IVTT反応液を用いて標的タンパク質の混合系を提供し、標的タンパク質に対する結合効率は、磁性マイクロスフェアの粒径が約1μmである場合、粒径10μmに比べて50%以上を高めることができ、粒径10μmに比べて80%以上を高めることができる。 From the results of several experiments, it was found that when the particle size of the magnetic microspheres was about 1 μm, the ease of suspension, the persistence of suspension, and the binding efficiency to proteins were all the highest. The IVTT reaction solution is used to provide a mixed system of target proteins, and the binding efficiency to the target protein can be increased by more than 50% when the particle size of the magnetic microspheres is about 1 μm compared to when the particle size is 10 μm, It can be increased by more than 80% compared to a particle size of 10 μm.
シリカで被覆された磁性マイクロスフェアで以下のステップによりビオチン磁気ビーズを製造した。 Biotin magnetic beads were prepared with silica-coated magnetic microspheres by the following steps.
まず、50mLのシリカで被覆された四酸化三鉄磁性マイクロスフェア(磁性マイクロスフェアの粒径は約1μmである)の水溶液を量り取り、その固形分は20%(v/v)であり、磁石で磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、毎回60mLの無水エタノールで磁性マイクロスフェアを洗浄し、合計5回洗浄した。100mLの過剰の3-アミノプロピルトリエトキシシラン(APTES、CAS:919-30-2)のエタノール溶液(25%、v/v)を上記洗浄後の磁性マイクロスフェアに加え、50℃の水浴で48時間機械的に撹拌し、その後70℃の水浴で2時間機械的に撹拌し、磁石で磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、毎回60mLの無水エタノールで磁性マイクロスフェアを洗浄し、合計2回洗浄し、続いて毎回60mLの蒸留水で磁性マイクロスフェアを洗浄し、洗浄を3回繰り返し、磁性マイクロスフェアAを得た。 First, 50 mL of an aqueous solution of silica-coated triiron tetroxide magnetic microspheres (the particle size of the magnetic microspheres is about 1 μm) is weighed out, and the solid content is 20% (v/v). to sediment the magnetic microspheres, remove the liquid phase, and wash the magnetic microspheres with 60 mL of absolute ethanol each time for a total of 5 washes. An excess of 100 mL of an ethanol solution (25%, v/v) of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES, CAS: 919-30-2) was added to the magnetic microspheres after the above washing and incubated in a 50° C. water bath for 48 hours. mechanically stirred for 1 hour, then mechanically stirred in a water bath at 70 °C for 2 hours, sedimented the magnetic microspheres with a magnet, removed the liquid phase, and washed the magnetic microspheres with 60 mL of absolute ethanol each time, totaling The magnetic microspheres were washed twice, followed by washing the magnetic microspheres with 60 mL of distilled water each time, and the washing was repeated three times to obtain magnetic microspheres A.
次に、0.01molのアクリル酸を採取して100mLの溶液X(溶液X:終濃度が0.1mol/Lの2-モルホリノエタンスルホン酸(CAS:4432-31-9)、0.5mol/LのNaCl水溶液)に加え、0.04molの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(CAS:25952-53-8)と0.04molのN-ヒドロキシスクシンイミド(CAS:6066-82-6)を加え、室温で撹拌して均一に混合し、撹拌して15min反応させ、NaHCO3固体粉末で溶液のpHを7.2に調整し、pH調整後の上記溶液を10mLの磁性マイクロスフェアAが添加された100mLのPBS緩衝溶液に加え、30℃の水浴で20時間機械的に撹拌し、磁石で磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、毎回60mLの蒸留水で磁性マイクロスフェアを洗浄し、洗浄を6回繰り返し、磁性マイクロスフェアBを得た。 Next, 0.01 mol of acrylic acid was taken and 100 mL of solution X (solution X: 2-morpholinoethanesulfonic acid (CAS: 4432-31-9) with a final concentration of 0.1 mol / L, 0.5 mol / L NaCl aqueous solution), 0.04 mol of 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (CAS: 25952-53-8) and 0.04 mol of N-hydroxysuccinimide (CAS: 6066 -82-6), stirred at room temperature to mix homogeneously, stirred to react for 15 min, adjusted the pH of the solution to 7.2 with NaHCO 3 solid powder, and added 10 mL of the above solution after pH adjustment. Add 100 mL of PBS buffer solution to which magnetic microsphere A was added, mechanically stir in a 30° C. water bath for 20 h, sediment the magnetic microspheres with a magnet, remove the liquid phase, and wash with 60 mL of distilled water each time. The magnetic microspheres were washed, and washing was repeated six times to obtain magnetic microspheres B.
第三、1mLの磁性マイクロスフェアBを取り、12mLの15%(w/v)のアクリル酸ナトリウム溶液を加え、450μLの10%の過硫酸アンモニウム溶液と45μLのテトラメチルエチレンジアミンを加え、室温で30分間反応させ、磁石で磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、毎回10mLの蒸留水で磁性マイクロスフェアを洗浄し、合計6回洗浄し、磁性マイクロスフェアC(アクリル系ポリマーで修飾された磁性マイクロスフェアC)を得た。 Third, take 1 mL of magnetic microspheres B, add 12 mL of 15% (w/v) sodium acrylate solution, add 450 μL of 10% ammonium persulfate solution and 45 μL of tetramethylethylenediamine, and place at room temperature for 30 minutes. Allow to react, sediment the magnetic microspheres with a magnet, remove the liquid phase, wash the magnetic microspheres with 10 mL of distilled water each time for a total of 6 washes, and magnetic microspheres C (magnetic microspheres modified with acrylic polymer). Microspheres C) were obtained.
第四、合成された磁性マイクロスフェアCを10mLの溶液Xに移し、0.004molの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩と0.004molのN-ヒドロキシスクシンイミドを加え、室温で撹拌して均一に混合し、撹拌して15min反応させ、磁石で生体磁性マイクロスフェアを沈降し、液相を除去し、毎回10mLの蒸留水で3回洗浄し、4.0×10-4molの1,3-プロパンジアミンを10mLのPBS緩衝溶液に溶解し、洗浄した磁性マイクロスフェアに添加し、30℃の水浴で20時間機械的に撹拌し、磁石で磁性マイクロスフェアを沈降し、液相を除去し、毎回10mLの蒸留水で6回洗浄し、10mLのPBS緩衝溶液を添加し、2.5×10-4molのビオチンを秤量し、10mLの溶液Xを加え、さらに1.0×10-3molの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩と0.001molのN-ヒドロキシスクシンイミドを加え、室温で均一に撹拌し、撹拌して15min反応させ、NaHCO3固体粉末で溶液のpHを7.2に調整し、上記洗浄した10mLのPBS緩衝溶液を含む磁性マイクロスフェアに加え、30℃の水浴で20時間機械的に撹拌し、磁石で磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、毎回10mLの蒸留水で10回洗浄し、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアルDを得た。 Fourth, transfer the synthesized magnetic microspheres C into 10 mL of solution X, add 0.004 mol of 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride and 0.004 mol of N-hydroxysuccinimide, Stir at room temperature to mix evenly, stir to react for 15 min, sediment the biomagnetic microspheres with a magnet, remove the liquid phase, wash 3 times with 10 mL distilled water each time, 4.0×10 − 4 mol of 1,3-propanediamine was dissolved in 10 mL of PBS buffer solution, added to the washed magnetic microspheres, mechanically stirred in a 30° C. water bath for 20 hours, and sedimented the magnetic microspheres with a magnet; Remove the liquid phase, wash 6 times with 10 mL of distilled water each time, add 10 mL of PBS buffer solution, weigh 2.5×10 −4 mol of biotin, add 10 mL of solution X, and add 1. Add 0×10 −3 mol of 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride and 0.001 mol of N-hydroxysuccinimide, stir uniformly at room temperature, stir and react for 15 min, add NaHCO 3 Adjust the pH of the solution to 7.2 with solid powder, add to the magnetic microspheres containing 10 mL of the PBS buffer solution washed above, mechanically stir in a 30° C. water bath for 20 hours, and remove the magnetic microspheres with a magnet. It was sedimented, the liquid phase was removed, and the biotin-modified biomagnetic microsphere D was obtained by washing ten times with 10 mL of distilled water each time.
実施例2 アビジン-プロテインAと結合する生体磁性マイクロスフェアF(アフィニティタンパク質と結合する生体磁性マイクロスフェアF)の製造(プロテインAを精製媒体とし、ビオチン-アビジンのアフィニティ複合体を連結要素とする) Example 2 Preparation of Avidin-Protein A Binding Biomagnetic Microsphere F (Affinity Protein Binding Biomagnetic Microsphere F) (Protein A as Purification Medium and Biotin-Avidin Affinity Complex as Linking Element)
2.1 Protein A-eGFP-アビジン融合タンパク質の合成
融合タンパク質Protein A-eGFP-Streptavidin及びProtein A-eGFP-Tamvavidin2の三段遺伝子で構成されたDNA配列をそれぞれ構築した。
2.1 Synthesis of Protein A-eGFP-Avidin Fusion Protein DNA sequences composed of tripartite genes of fusion proteins Protein A-eGFP-Streptavidin and Protein A-eGFP-Tamvavidin2 were constructed respectively.
ここで、Protein A(プロテインA)は、配列がStaphylococcus Aureusから由来し、SPAと略称される。SPAのアミノ酸配列は全長が516アミノ酸残基であり、その37~327位のアミノ酸を選択して融合タンパク質構築に用いられる遺伝子配列とし、即ちSPAの抗体結合ドメインである。当該配列を最適化プログラムで最適化した後、ヌクレオチド配列を得て、SEQ ID NO.:1に示す。 Here, Protein A is derived from Staphylococcus Aureus in sequence and abbreviated as SPA. The amino acid sequence of SPA has a total length of 516 amino acid residues, of which amino acids 37-327 were selected as the gene sequence used for fusion protein construction, ie, the antibody binding domain of SPA. After optimizing the sequence with an optimization program, the nucleotide sequence was obtained and identified by SEQ ID NO. : 1.
Tamvavidin2は、アビジン類似体であり、ビオチンに結合する能力を持つタンパク質である。Yamamotoらは、2009年に、それはストレプトアビジンと類似する非常に強いビオチン親和力を持ち、また熱安定性がストレプトアビジンより優れていることを見出した(2009_FEBS_Yamanomo T_Tamavidins--novel avidin-like biotin-binding proteins from the Tamogitake mushroom、翻訳:Tamogitake由来の新規アビジン様ビオチン結合タンパク質)。 Tamvavidin2 is an avidin analogue, a protein with the ability to bind biotin. In 2009, Yamamoto et al. found that it has a very strong biotin affinity similar to streptavidin, and that it has better thermostability than streptavidin (2009_FEBS_Yamanomo T_Tamavidins -- novel avidin-like biotin-binding proteins from the Tamogitake mushroom, translation: novel avidin-like biotin-binding protein from Tamogitake).
Tamavidin2のアミノ酸配列は関連データベースから検索することができ、例えばUniProt B9A0T7であり、それが合計141個のアミノ酸残基を含み、コドン変換、最適化プログラムによる最適化でDNA配列を得て、最適化後のヌクレオチド配列は例えばSEQ ID NO.:2に示す。 The amino acid sequence of Tamavidin2 can be retrieved from relevant databases, for example UniProt B9A0T7, which contains a total of 141 amino acid residues, and the DNA sequence was obtained by codon conversion, optimization with an optimization program, and optimized Subsequent nucleotide sequences are for example SEQ ID NO. :2.
また、本実施例に係る増強型蛍光タンパク質eGFPのヌクレオチド配列は、SEQ ID NO.:3に示され、eGFPのA206K変異体であり、mEGFPとも呼ばれる。
組換えPCR法を採用してProtein A-eGFP-Streptavidin及びProtein A-eGFP-Tamvavidin2の2つの融合タンパク質のDNAテンプレートをそれぞれ構築した。続いて生体外無細胞タンパク質合成方法を採用して2つの融合タンパク質Protein A-eGFP-Streptavidin及びProtein A-eGFP-Tamvavidin2をそれぞれ得た。既に開示された生体外無細胞タンパク質合成方法を採用し、特許文献CN201610868691.6、WO2018161374A1、KR20190108180A、CN108535489Bなどを参照した。SPA-eGFP-Streptavidin、SPA-eGFP-Tamavidin2をそれぞれIVTT系で表現した。一般的には、IVTT系に細胞抽出物(ゲノム統合表現のRNAポリメラーゼを含む)、DNAテンプレート、エネルギー系(例えば、ホスホクレアチン-ホスホクレアチンキナーゼ系)、マグネシウムイオン、ナトリウムイオン、ポリエチレングリコールなどの成分を加え、28~30℃で反応を行った。8~12時間後に反応を終了した。得られたIVTT反応液には、DNAテンプレートに対応するProtein A-eGFP-アビジン融合タンパク質が含まれた。
Protein A-eGFP-Streptavidin及びProtein A-eGFP-Tamvavidin2のIVTT反応液をそれぞれ得た。
Further, the nucleotide sequence of the enhanced fluorescent protein eGFP according to this example is SEQ ID NO. :3 and is the A206K variant of eGFP, also called mEGFP.
Recombinant PCR method was adopted to construct DNA templates of two fusion proteins, Protein A-eGFP-Streptavidin and Protein A-eGFP-Tamvavidin2, respectively. Subsequently, an in vitro cell-free protein synthesis method was adopted to obtain two fusion proteins, Protein A-eGFP-Streptavidin and Protein A-eGFP-Tamvavidin2, respectively. Adopting previously disclosed in vitro cell-free protein synthesis methods, refer to patent documents CN201610868691.6, WO2018161374A1, KR20190108180A, CN108535489B, etc. SPA-eGFP-Streptavidin and SPA-eGFP-Tamavidin2 were each expressed by the IVTT system. In general, the IVTT system includes cell extracts (including genome-integrated expression RNA polymerase), DNA templates, energy systems (for example, phosphocreatine-phosphocreatine kinase system), magnesium ions, sodium ions, components such as polyethylene glycol. was added and the reaction was carried out at 28-30°C. The reaction was terminated after 8-12 hours. The resulting IVTT reaction contained a Protein A-eGFP-avidin fusion protein corresponding to the DNA template.
IVTT reaction solutions of Protein A-eGFP-Streptavidin and Protein A-eGFP-Tamvavidin2 were respectively obtained.
SPA-eGFP-Streptavidin(図4の「1」に対応)、SPA-eGFP-Tamavidin2(図4の「2」に対応)をそれぞれIVTT系で表現し、合成されたタンパク質のRFU値を測定し、その結果を図4の「total」に示す。 SPA-eGFP-Streptavidin (corresponding to "1" in FIG. 4) and SPA-eGFP-Tamavidin2 (corresponding to "2" in FIG. 4) were each expressed in the IVTT system, and the RFU value of the synthesized protein was measured, The results are shown in "total" in FIG.
Protein A-eGFP-Streptavidin及びProtein A-eGFP-Tamavidin2のIVTT反応液を4000rpm、4°Cで10分間遠心分離し、上清を保留した。IVTT上清と表記する。 The IVTT reaction solution of Protein A-eGFP-Streptavidin and Protein A-eGFP-Tamavidin2 was centrifuged at 4000 rpm and 4° C. for 10 minutes, and the supernatant was retained. Labeled as IVTT supernatant.
2.2 プロテインAに結合した生体磁性マイクロスフェアFの製造
得られた2つの融合タンパク質Protein A-eGFP-Streptavidin及びProtein A-eGFP-TamavidinのIVTT上清を、それぞれ実施例1で得られた生体磁性マイクロスフェアDとともに1時間インキュベートし、上記の方法に基づいて生体磁性マイクロスフェアFにおける融合タンパク質の含有量をそれぞれ測定し、2つの融合タンパク質の結合能力の強弱を比較した。結果は図4「supernatant」に示す。
2.2 Production of Biomagnetic Microspheres F Bound to Protein A After incubation with the magnetic microsphere D for 1 hour, the content of the fusion protein in the biomagnetic microsphere F was measured according to the method described above, and the strength of the binding ability of the two fusion proteins was compared. The results are shown in Figure 4 "supernatant".
30μLの10%(v/v)生体磁性マイクロスフェアDの懸濁液をピペットで取り、結合/洗浄緩衝液(10mMのNa2HPO4、pH 7.4、2mMのKH2PO4、140mMのNaCl、2.6mMのKCl)で3回洗浄した。 30 μL of 10% (v/v) biomagnetic microsphere D suspension was pipetted into binding/washing buffer (10 mM Na 2 HPO 4 , pH 7.4, 2 mM KH 2 PO 4 , 140 mM NaCl, 2.6 mM KCl) was washed three times.
2mLのアビジン-プロテインA融合タンパク質を含有するIVTT上清を取り、上記生体磁性マイクロスフェアDと4℃の条件で1時間回転インキュベートし、結合されていない清液を収集し、即ちフロースルーであり、このステップを3回繰り返し、3回の異なるフロースルーを得た。即ち同一ロットの生体磁性マイクロスフェアDは連続的にアビジン-プロテインAと3回インキュベートした。毎回2mLのステップ2.1に記載のIVTT上清を用い、対応する毎回取得したフロースルーは順序に応じて番号1、2、3と記した。蛍光光度法を採用してIVTT上清と前記3回フロースルーのeGFP蛍光値を検出し、結果は図5に示すように、励起波長(Ex)は488nmであり、発光波長(Em)は507nmである。3回のフロースルーのRFU値がIVTT上清のRFU値に近くことは、生体磁性マイクロスフェアDがアビジン-アフィニティープロテインAに対する結合が飽和傾向にあると説明し、対応するRFU値は以下の表1に示す。 Take 2 mL of the IVTT supernatant containing the avidin-Protein A fusion protein, rotate and incubate with the biomagnetic microspheres D described above at 4° C. for 1 hour, and collect the unbound supernatant, i.e. the flow-through. , this step was repeated three times to obtain three different flow-throughs. That is, the same lot of Biomagnetic Microsphere D was incubated with Avidin-Protein A three times consecutively. 2 mL of the IVTT supernatant described in step 2.1 was used each time, and the corresponding flow-through obtained each time was numbered 1, 2, 3 according to the order. Fluorometric method was adopted to detect the eGFP fluorescence value of the IVTT supernatant and the three times flow-through, the results are shown in Figure 5, the excitation wavelength (Ex) is 488 nm and the emission wavelength (Em) is 507 nm. is. The close RFU values of the triplicate flow-through to the RFU values of the IVTT supernatants explain that the binding of Biomagnetic Microspheres D to Avidin-Affinity Protein A tends to saturate, and the corresponding RFU values are shown in the table below. 1.
生体磁性マイクロスフェアDに結合したSPA-eGFP-Streptavidin、SPA-eGFP-Tamvavidin2のRFU値をそれぞれ以下の表2と3に示す。ここで、Streptavidinに対して、1回目の結合は既に生体磁性マイクロスフェアDのプロテインA結合量を飽和させる。Tamvavidin2に対して、2回目の結合後、生体磁性マイクロスフェアDのプロテインA結合量はほぼ飽和に達する。1回目の結合量は、上清中のタンパク質量から、フロースルー1中のタンパク質量を差し引いて算出し、2回目の結合量は、上清中のタンパク質量から、フロースルー2中のタンパク質量を差し引いて算出し、3回目の結合量は、上清中のタンパク質量から、フロースルー3中のタンパク質量を差し引いて算出し、下記表2、表3に示す。ここで、結合力はProtein A融合タンパク質/生体磁性マイクロスフェアDを指し、質量と体積の比率で、単位(mg/mL)である。 The RFU values for SPA-eGFP-Streptavidin and SPA-eGFP-Tamvavidin2 bound to Biomagnetic Microsphere D are shown in Tables 2 and 3 below, respectively. Here, for Streptavidin, the first binding already saturates the Protein A bound amount of the biomagnetic microsphere D. After the second binding to Tamvavidin2, the amount of Protein A binding of Biomagnetic Microsphere D almost reaches saturation. The first binding amount was calculated by subtracting the protein amount in flow-through 1 from the protein amount in the supernatant, and the second binding amount was calculated by subtracting the protein amount in flow-through 2 from the supernatant protein amount. The third binding amount was calculated by subtracting the protein amount in flow-through 3 from the protein amount in the supernatant, and is shown in Tables 2 and 3 below. Here, avidity refers to Protein A fusion protein/Biomagnetic Microsphere D and is the mass-to-volume ratio in units of (mg/mL).
蛍光値とタンパク質の質量濃度の標準曲線に基づいて毎回結合のタンパク質濃度を算出し、インキュベーション体積(2mL)に基づいて毎回結合の総タンパク質量を算出する。
精製されたeGFPから作成した標準曲線に基づいて、推定されたeGFPのRFU値がタンパク質量濃度に換算する式は以下のとおりである。
Calculate the protein concentration bound each time based on the standard curve of fluorescence values and protein mass concentrations, and calculate the total protein amount bound each time based on the incubation volume (2 mL).
The formula for converting the estimated RFU value of eGFP to protein concentration based on a standard curve prepared from purified eGFP is as follows.
式中、Xはタンパク質の質量濃度(μg/mL)であり、YはRFU蛍光示数であり、MはeGFPの分子量(26.7kDa)であり、NはSPA-eGFP-Streptavidinの分子量(77.3kDa)又はSPA-eGFP-Tamvavidin2の分子量(79.4kDa)である。 where X is the protein mass concentration (μg/mL), Y is the RFU fluorescence index, M is the molecular weight of eGFP (26.7 kDa), N is the molecular weight of SPA-eGFP-Streptavidin (77 .3 kDa) or the molecular weight of SPA-eGFP-Tamvavidin2 (79.4 kDa).
測定されたRFU蛍光数値を代入することにより、標的タンパク質SPA-eGFP-Streptavidin又はSPA-eGFP-Tamvavidin2の質量濃度(μg/mL)を換算することができる。 By substituting the measured RFU fluorescence value, the mass concentration (μg/mL) of the target protein SPA-eGFP-Streptavidin or SPA-eGFP-Tamvavidin2 can be calculated.
ここで、アビジン-プロテインA融合タンパク質のIVV上清、フロースルーのRFU値はYであり、Yの数値を上記公式に代入し、得られたXは対応する融合タンパク質の質量濃度であり、プロテインA溶液の体積を乗算し、アビジン-プロテインA融合タンパク質の総タンパク質量を得ることができる。IVTT上清中のアビジン-プロテインAのタンパク質量からフロースルー中のアビジン-プロテインAのタンパク質量を減算し、得られた差は即ち生体磁性マイクロスフェアに結合されたアビジン-プロテインAのタンパク質量Wである。Wを磁性マイクロスフェアのカラムベッド体積で割り、単位体積あたりの磁性マイクロスフェアに結合するアビジン-プロテインA融合タンパク質の質量を算出し、即ち結合力であり、単位はmg/mLである。 where Y is the RFU value of the IVV supernatant, flow-through of the avidin-Protein A fusion protein; The volume of the A solution can be multiplied to give the total protein amount of the avidin-Protein A fusion protein. Subtract the amount of avidin-protein A protein in the flow-through from the amount of avidin-protein A protein in the IVTT supernatant and the resulting difference is the amount of avidin-protein A protein bound to the biomagnetic microspheres W is. W was divided by the column bed volume of the magnetic microspheres to calculate the mass of avidin-Protein A fusion protein bound to the magnetic microspheres per unit volume, ie binding force, in mg/mL.
本実施例で使用したのは30μLの10%(v/v)生体磁性マイクロスフェアD懸濁液であるため、1mLの100%生体磁性マイクロスフェアDの結合量に換算して表2、表3に示す。ここで、Tamvavidin2と生体磁性マイクロスフェアDとの結合力はStreptavidinよりやや強い。 Since 30 μL of 10% (v/v) biomagnetic microsphere D suspension was used in this example, Tables 2 and 3 were converted into binding amounts of 1 mL of 100% biomagnetic microsphere D. shown in Here, the binding force between Tamvavidin2 and biomagnetic microsphere D is slightly stronger than that of Streptavidin.
実施例3 プロテインAで修飾された生体磁性マイクロスフェアFによる血清抗体精製
体積の異なるSPA-eGFP-Streptavidin融合タンパク質が結合した生体磁性マイクロスフェアを、1mLの牛新生児血清と4℃で1時間回転インキュベートし、続いて1mLの結合/洗浄緩衝液で3回洗浄し、毎回4℃で10分間回転インキュベートした。100μLの0.1M pH2.8のグリシンで抗体を溶出し、溶出した抗体は溶出液中に存在し、10分の1体積(10μL)の1M pH8.0のTris-HClを溶出液中にで直ちに加えた。生工社製のProtein Aアガロースカラムを対照とした(カタログ番号C600957-0005)。
Example 3 Purification of Serum Antibodies with Biomagnetic Microspheres F Modified with Protein A Biomagnetic microspheres bound with different volumes of SPA-eGFP-Streptavidin fusion protein were rotary incubated with 1 mL of newborn bovine serum for 1 hour at 4°C. followed by 3 washes with 1 mL binding/wash buffer, each time rotating at 4° C. for 10 minutes. The antibody was eluted with 100 μL of 0.1 M pH 2.8 glycine, the eluted antibody was in the eluate, and one tenth volume (10 μL) of 1 M pH 8.0 Tris-HCl was added to the eluate. added immediately. A Protein A agarose column manufactured by Seiko was used as a control (catalog number C600957-0005).
40μLの溶出液を取って10μLの5×SDSサンプルバッファー(還元剤を含まない)を加え、95℃で10分間金属浴した後、SDS-PAGE電気泳動検出を行い、検出結果を図6に示す。 40 μL of the eluate was taken, 10 μL of 5×SDS sample buffer (containing no reducing agent) was added, subjected to a metal bath at 95° C. for 10 minutes, and subjected to SDS-PAGE electrophoresis detection. The detection results are shown in FIG. .
図6から分かるように、6μlのカラムベッド体積のSPA-eGFP-Streptavidin融合タンパク質が結合した生体磁性マイクロスフェアを用い、市販製品より優れた分離精製効果を得ることができる。 As can be seen from FIG. 6, a 6 μl column bed volume of biomagnetic microspheres bound with SPA-eGFP-Streptavidin fusion protein can be used to obtain better separation and purification effect than commercial products.
溶出後の生体磁性マイクロスフェアを1mLの結合/洗浄緩衝液で3回洗浄し、上記抗体とのインキュベート、洗浄、溶出のステップを繰り返し、即ち1回目の抗体インキュベートした後に、洗浄し、溶出し、結合した抗体を放出し、再びプロテインAで修飾した磁性マイクロスフェアを得て、再び抗体とのインキュベート、洗浄、溶出を行い、さらに再びプロテインAで修飾した磁性マイクロスフェアを得て、続いて3回目にインキュベート、洗浄、溶出を行った。生体磁性マイクロスフェアを合計で抗体と3回インキュベートした後、3回目の抗体とインキュベートした後に得られた抗体含有溶出液40μLを取り、10μLの5×サンプルバッファー(還元剤を含まない)を加え、95℃で10分間金属浴した後、SDS-PAGE電気泳動検出を行い、検出結果を図7に示す。 Washing the eluted biomagnetic microspheres three times with 1 mL of binding/washing buffer and repeating the incubation with antibody, washing and elution steps described above, i.e. after the first antibody incubation, washing and eluting; Bound antibody is released, protein A-modified magnetic microspheres are obtained again, incubation with antibody again, washing, elution are performed, and protein A-modified magnetic microspheres are obtained again, followed by a third cycle. Incubate, wash, and elute at After a total of 3 incubations of the biomagnetic microspheres with the antibody, 40 μL of the antibody-containing eluate obtained after the 3rd incubation with the antibody was taken and 10 μL of 5× sample buffer (without reducing agent) was added, After a metal bath at 95° C. for 10 minutes, SDS-PAGE electrophoresis detection was performed, and the detection results are shown in FIG.
図6及び図7から分かるように、SPA-eGFP-Streptavidinが結合した生体磁性マイクロスフェアFは繰り返して複数回利用することができ、抗体とのインキュベートし、抗体を溶出した後、2回目、3回目に再びウシ血清とインキュベートし、いずれもウシ血清中の抗体を抽出することができ、且つ全体的な効果は生工社製のProtein Aアガロース磁気ビーズより劣ることはない。6μLのカラムベッド体積に対して、本発明はさらにより高い効果を有する。本発明に提供されたアフィニティタンパク質(ここではプロテインA)が結合した生体磁性マイクロスフェアFは複数回繰り返して使用することができる。 As can be seen from FIGS. 6 and 7, the SPA-eGFP-Streptavidin-bound biomagnetic microspheres F can be repeatedly utilized multiple times, and after incubation with antibody and elution of antibody, a second, three Incubated with bovine serum again for the second time, both can extract antibodies in bovine serum, and the overall effect is not inferior to Protein A agarose magnetic beads manufactured by Seiko. For a column bed volume of 6 μL, the present invention has even higher efficiency. The biomagnetic microsphere F bound with the affinity protein (here, protein A) provided in the present invention can be used repeatedly multiple times.
実施例4 生体磁性マイクロスフェアDとアフィニティ複合体E(アビジン-プロテインA)との結合のリサイクル性 Example 4 Recyclability of Binding of Biomagnetic Microsphere D and Affinity Complex E (Avidin-Protein A)
4.1 インキュベーション
SPA-eGFP-Tamvavidin2が結合した生体磁性マイクロスフェアFのインキュベーション製造:
50μLの10%生体磁性マイクロスフェアD懸濁液(体積は5μL)を取って2mLの結合/洗浄緩衝液で3回洗浄した後、2mLのSPA-eGFP-Tamvavidin2のIVTT上清を加え、4℃で1時間回転インキュベートし、上清を廃棄し(上清を収集してフロースルー1を得た)、SPA-eGFP-Tamvavidin2を含む新鮮なIVTT上清を繰り返し加え、4℃で1時間回転インキュベートし、上清を廃棄し(上清を収集してフロースルー2を得た)、3回目にSPA-eGFP-Tamvavidin2を含む新鮮なIVTT上清を加え、4℃で1時間回転インキュベートし、上清を廃棄した(上清を収集してフロースルー3を得た)。SPA-eGFP-Tamvavidin2のIVTT上清と3回のフロースルーのRFU値を測定し、上記式に基づいて溶液中のSPA-eGFP-Tamvavidin2の残り含有量を算出し、結果を図8及び表4に示す。
4.1 Incubation Incubation preparation of biomagnetic microspheres F conjugated with SPA-eGFP-Tamvavidin2:
Take 50 μL of 10% Biomagnetic Microsphere D suspension (volume is 5 μL) and wash 3 times with 2 mL binding/washing buffer, then add 2 mL of IVTT supernatant of SPA-eGFP-Tamvavidin2 at 4°C. 1 h at 4° C., discarded supernatant (supernatant was collected to give flow-through 1), repeated addition of fresh IVTT supernatant containing SPA-eGFP-Tamvavidin2, and rotatable incubation at 4° C. for 1 h. discard the supernatant (collect the supernatant to give flow-through 2), add fresh IVTT supernatant containing SPA-eGFP-Tamvavidin2 for the third time, rotate and incubate at 4°C for 1 hour, The supernatant was discarded (supernatant was collected to give flow-through 3). The RFU value of the IVTT supernatant of SPA-eGFP-Tamvavidin2 and the flow-through of three times was measured, and the remaining content of SPA-eGFP-Tamvavidin2 in the solution was calculated based on the above formula, and the results are shown in FIG. 8 and Table 4. shown in
精製されたeGFPから作成した標準曲線に基づいて、推定されたeGFPのRFU値がタンパク質量濃度に換算する計算式は以下のとおりである。 The formula for converting the estimated RFU value of eGFP to protein concentration based on a standard curve prepared from purified eGFP is as follows.
式中、Xはタンパク質の質量濃度(μg/mL)であり、YはRFU蛍光示数であり、MはeGFPの分子量(26.7kDa)であり、NはSPA-eGFP-Tamvavidin2の分子量(79.4kDa)である。 where X is the protein mass concentration (μg/mL), Y is the RFU fluorescence index, M is the molecular weight of eGFP (26.7 kDa), N is the molecular weight of SPA-eGFP-Tamvavidin2 (79 .4 kDa).
測定されたRFU蛍光値を計算式に代入することにより、標的タンパク質SPA-eGFP-Tamvavidin2の質量濃度(μg/mL)を得ることができる。例えば、Yの値が1330.3である場合、上記計算式により対応するX値は247.6と算出され、表4に示す。 By substituting the measured RFU fluorescence value into the formula, the mass concentration (μg/mL) of the target protein SPA-eGFP-Tamvavidin2 can be obtained. For example, if the Y value is 1330.3, the corresponding X value is calculated to be 247.6 according to the above formula and is shown in Table 4.
4.2 溶出及び交換
アビジン-アフィニティタンパク質複合体E:SPA-eGFP-Tamvavidin2を溶出して交換した。
4.2 Elution and Exchange Avidin-affinity protein complex E: SPA-eGFP-Tamvavidin2 was eluted and exchanged.
生体磁性マイクロスフェアFを2mLの結合/洗浄緩衝液で3回洗浄した後、200μLの変性緩衝液(1MのUrea及び10%SDS)を加え、95℃の金属浴に置いて10分間インキュベートし、生体磁性マイクロスフェアに結合されたアビジン-プロテインAを溶出した。この溶出液を20μL取り、5μLの5×SDSサンプルバッファーを添加した後、SDS-PAGE電気泳動測定を行い、図9に示すようなレーン1のバンドを得た。溶出した生体磁性マイクロスフェアDを2mLの結合/洗浄緩衝液で3回洗浄し、1回目に再生した生体磁性マイクロスフェアDを得、磁性マイクロスフェアの外表面におけるポリマー分岐鎖のビオチンの結合部位が放出された。
After washing the Biomagnetic Microspheres F three times with 2 mL binding/washing buffer, add 200 μL denaturing buffer (1 M Urea and 10% SDS) and place in a metal bath at 95° C. for 10 minutes to incubate. Avidin-Protein A bound to the biomagnetic microspheres was eluted. 20 μL of this eluate was taken, 5 μL of 5×SDS sample buffer was added, and SDS-PAGE electrophoresis was performed to obtain a band in
4.3 2回目のインキュベーション(再生)
上記SPA-eGFP-Tamvavidin2のインキュベーション及び当該アビジン-プロテインAの溶出過程を繰り返し、生体磁性マイクロスフェアFの1回目の再生、即ちアビジン-プロテインAの1回目の交換を実現した。1回目に再生した生体磁性マイクロスフェアDはSPA-eGFP-Tamvavidin2と結合し、対応するIVTT上清と3回のフロースルーのRFU値を測定し、表5のデータを得た。溶出した生体磁性マイクロスフェアDを2mLの結合/洗浄緩衝液で3回洗浄し、12回目に再生した生体磁性マイクロスフェアDを得た。
4.3 Second incubation (regeneration)
The SPA-eGFP-Tamvavidin2 incubation and the avidin-protein A elution process were repeated to achieve the first regeneration of the biomagnetic microspheres F, ie the avidin-protein A exchange for the first time. Biomagnetic Microsphere D regenerated in the first round bound to SPA-eGFP-Tamvavidin2 and the RFU values of the corresponding IVTT supernatants and triplicate flow-throughs were measured to obtain the data in Table 5. The eluted biomagnetic microsphere-D was washed with 2 mL of binding/washing buffer three times to obtain biomagnetic microsphere-D regenerated for the twelfth time.
4.4 3回目のインキュベーション(2回目の再生)
再び上記SPA-eGFP-Tamvavidin2のインキュベーション及び当該アビジン-プロテインAの溶出過程を繰り返し、生体磁性マイクロスフェアFの2回目の再生、即ちアビジン-プロテインAの2回目の交換を実現した。2回目に再生した生体磁性マイクロスフェアDはSPA-eGFP-Tamvavidin2と結合し、対応するIVTT上清と2回のフロースルーのRFU値を測定し、表6のデータを得た。表4~6において、結合力はProtein A融合タンパク質/生体磁性マイクロスフェアDを指し、質量と体積の比率で、単位(mg/mL)である。
4.4 Third Incubation (Second Regeneration)
The SPA-eGFP-Tamvavidin2 incubation and the avidin-protein A elution process were repeated again to achieve the second regeneration of the biomagnetic microspheres F, ie the avidin-protein A exchange for the second time. Biomagnetic Microsphere D, regenerated for the second time, bound SPA-eGFP-Tamvavidin2 and measured the RFU values of the corresponding IVTT supernatant and duplicate flow-throughs, yielding the data in Table 6. In Tables 4-6, avidity refers to Protein A fusion protein/Biomagnetic Microspheres D and is the mass-to-volume ratio in units (mg/mL).
再生された生体磁性マイクロスフェアDがプロテインA-eGFP-アビジンと再結合する能力を測定した。 The ability of renatured biomagnetic microspheres D to rebind with protein A-eGFP-avidin was measured.
初めて得られた生体磁性マイクロスフェアDは1回目にSPA-eGFP-Tamvavidin2を飽和結合し、1回目に再生された生体磁性マイクロスフェアDは2回目にSPA-eGFP-Tamvavidin2を飽和結合し、2回目に再生された生体磁性マイクロスフェアDは3回目にSPA-eGFP-Tamvavidin2を飽和結合し、それぞれ変性緩衝液でタンパク質を溶出し、それぞれSPA-eGFP-Tamvavidin2を含有する3回の溶出液を収集し、SDS-PAGEを行った。結果を図9に示す。レーン1、2、3は、それぞれ1回目、2回目、3回目にプロテインA-eGFP-アビジンを飽和結合する後に、それぞれ初めて得られた生体磁性マイクロスフェアF、1回目に再生された生体磁性マイクロスフェアF、2回目に再生された生体磁性マイクロスフェアFからタンパクを溶出し、得られたSPA-eGFP-Tamvavidin2を含む3回の溶出液の電気泳動バンドを代表する。
Biomagnetic microsphere D obtained for the first time saturated-bound SPA-eGFP-Tamvavidin2 in the first time, and biomagnetic microsphere D regenerated in the first time saturated-bound SPA-eGFP-Tamvavidin2 in the second time. The biomagnetic microspheres D regenerated into SPA-eGFP-Tamvavidin2 were saturated bound to SPA-eGFP-Tamvavidin2 for the third time, protein was eluted with denaturation buffer, and three eluates each containing SPA-eGFP-Tamvavidin2 were collected. , SDS-PAGE was performed. The results are shown in FIG.
4.5 再生された生体磁性マイクロスフェアFによるウシ血清抗体の結合能力の測定
3回目に生体磁性マイクロスフェアDをSPA-eGFP-Tamvavidin2で飽和結合した後、2回目に再生された生体磁性マイクロスフェアFを取得した。得られた2回目に再生された生体磁性マイクロスフェアFに2mLの牛新生児血清(市販品、下記と同じ)を加えて4℃で1時間回転インキュベートし、上清を廃棄した(上清を収集してフロースルー1を得た)後、再び2mLの牛新生児血清を加えて4℃で1時間回転インキュベートし、上清を廃棄した(上清を収集してフロースルー2を得た)。1mLの結合/洗浄緩衝液で3回洗浄し、毎回4℃で10分間回転インキュベートした。ウシ血清抗体を100μLの0.1M pH 2.8のグリシン溶液で溶出し(抗体は磁性マイクロスフェアにおけるプロテインA端と結合)、溶出したウシ血清抗体溶液に1/10体積(即ち10μL)の1M pH 8.0のTris-HCl溶液を直ちに加え、110μLの溶出液を得た。
4.5 Measurement of Bovine Serum Antibody Binding Capacity of Regenerated Biomagnetic Microspheres F Biomagnetic microspheres regenerated for the second time after saturation binding of biomagnetic microspheres D with SPA-eGFP-Tamvavidin2 for the third time. got an F. 2 mL of newborn bovine serum (commercially available, same as below) was added to the obtained biomagnetic microspheres F regenerated for the second time, and incubated with rotation at 4° C. for 1 hour, and the supernatant was discarded (supernatant was collected to obtain flow-through 1), 2 mL of newborn bovine serum was added again, incubated with rotation at 4° C. for 1 hour, and the supernatant was discarded (supernatant was collected to obtain flow-through 2). Washed 3 times with 1 mL binding/wash buffer, rotating incubation for 10 minutes at 4°C each time. Bovine serum antibodies were eluted with 100 μL of 0.1 M pH 2.8 glycine solution (antibodies bound to protein A ends on the magnetic microspheres) and 1/10 volume (i.e. 10 μL) of 1M was added to the eluted bovine serum antibody solution. A pH 8.0 Tris-HCl solution was immediately added to obtain 110 μL of eluate.
40μLの溶出液を取って10μLの5×SDSサンプルバッファー(還元剤がない)を加え、95℃で10分間金属浴した後、SDS-PAGE電気泳動検出を行い、検出結果を図9に示す。図7、図9及び表6の実験結果から分かるように、生体磁性マイクロスフェアDはSPA-eGFP-Tamvavidin2との結合は再生可能性を有し、本発明に提供された生体磁性マイクロスフェアFは再生可能に使用されることができる。また、変性液を添加して加熱処理するステップは、生体磁性マイクロスフェアの結合効率に影響を与えない。 40 μL of the eluate was taken, 10 μL of 5×SDS sample buffer (no reducing agent) was added, subjected to a metal bath at 95° C. for 10 minutes, and then subjected to SDS-PAGE electrophoresis detection. The detection results are shown in FIG. As can be seen from the experimental results in FIGS. 7, 9 and Table 6, biomagnetic microsphere D has reproducible binding with SPA-eGFP-Tamvavidin2, and biomagnetic microsphere F provided in the present invention Can be used reproducibly. Also, the step of adding the denaturing solution and heat-treating does not affect the binding efficiency of the biomagnetic microspheres.
実施例5 プロテインAが結合した生体磁性マイクロスフェアGの製造(プロテインGを精製媒体とし、ビオチン-アビジンのアフィニティ複合体を連結要素とする) Example 5 Preparation of Biomagnetic Microspheres G with Protein A Binding (Protein G as Purification Medium and Biotin-Avidin Affinity Complex as Linking Element)
5.1 ProteinG-eGFP-アビジン融合タンパク質の合成(アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体E)
実施例2の方法を用いて、ProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質を合成し、ProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質を含むIVTT反応液、IVTT上清を順次製造した。
5.1 Synthesis of ProteinG-eGFP-Avidin Fusion Protein (Avidin-Affinity Protein Covalent Complex E)
A Protein G-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein was synthesized using the method of Example 2, and an IVTT reaction solution containing the Protein G-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein and an IVTT supernatant were sequentially produced.
まず三段遺伝子配列を含むProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質のDNA配列を構築した。ここで、「eGFP」セグメント及び「Tamvavidin2」セグメントのヌクレオチド配列は実施例2と同様であり、それぞれSEQ ID No.:3、SEQ ID No.:2であった。ここで、「ProteinG」セグメントのヌクレオチド配列(SEQ ID No.:4)は、G群連鎖球菌属(Streptococcus sp.group G)から、その抗体結合部位の遺伝子配列を選択した。 First, the DNA sequence of ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein containing the three-stage gene sequence was constructed. Here, the nucleotide sequences of the "eGFP" segment and the "Tamvavidin2" segment are the same as in Example 2, and have SEQ ID Nos. : 3, SEQ ID No. :2. Here, the nucleotide sequence of the "Protein G" segment (SEQ ID No.: 4) was selected from the gene sequence of its antibody binding site from Streptococcus sp. group G.
組換えPCR法を採用してProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質のDNAテンプレートを構築した。RCA法を用いて生体外増幅を行った。前記指示された生体外無細胞タンパク質合成方法(具体的にはクルイベロミセス・ラクチスに基づく細胞抽出物を採用した)を採用してProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質を合成した。 Recombinant PCR method was adopted to construct the DNA template of ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein. In vitro amplification was performed using the RCA method. A ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein was synthesized using the indicated in vitro cell-free protein synthesis method (specifically employing a Kluyveromyces lactis-based cell extract).
IVTT反応を行い、ProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質を含むIVTT反応液、IVTT上清を順次得た。 An IVTT reaction was performed to sequentially obtain an IVTT reaction solution containing the ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein and an IVTT supernatant.
5.2 プロテインGが結合した生体磁性マイクロスフェアGの製造
30μLの10%(v/v)実施例1で得られたビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDをピペットで取り、結合/洗浄緩衝液(10mMのNa2HPO4、pH 7.4、2mMのKH2PO4、140mMのNaCl、2.6mMのKCl)で3回洗浄した。
5.2 Preparation of Protein G-conjugated Biomagnetic Microsphere G Na 2 HPO 4 , pH 7.4, 2 mM KH 2 PO 4 , 140 mM NaCl, 2.6 mM KCl) three times.
2mLのProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質を含有するIVTT上清を取り、上記生体磁性マイクロスフェアDと4℃の条件で1時間回転インキュベートし、フロースルーである清液を収集し、フロースルーにはマイクロスフェアに結合されていない残りの融合タンパク質が含まれ、このステップを3回繰り返し、毎回新なIVTT上清を生体磁性マイクロスフェアDとインキュベートし、3回の異なるフロースルーを得た。即ち同一ロットの生体磁性マイクロスフェアDは連続的にIVTT上清におけるProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質と3回インキュベートした。毎回2mLのステップ5.1に得たIVTT上清を用い、対応する3回取得したフロースルーは順次にフロースルー1(FT1)、フロースルー2(FT2)、フロースルー3(FT3)と記した。蛍光光度法を採用してIVTT上清と前記3回フロースルーのeGFP蛍光値(RFU値で計量)を検出し、結果は図10に示す。 IVTT supernatant containing 2 mL of ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein was taken and incubated with the biomagnetic microsphere D at 4° C. for 1 hour by rotation. Remaining fusion protein not bound to microspheres was included, and this step was repeated three times, each time incubating fresh IVTT supernatant with Biomagnetic Microsphere D, resulting in three different flow-throughs. That is, the same lot of biomagnetic microsphere D was sequentially incubated three times with the ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein in the IVTT supernatant. Using 2 mL of the IVTT supernatant obtained in step 5.1 each time, the corresponding three obtained flow-throughs were labeled sequentially as flow-through 1 (FT1), flow-through 2 (FT2), flow-through 3 (FT3). . Fluorometric method was adopted to detect the eGFP fluorescence value (measured by RFU value) of the IVTT supernatant and the three times flow-through, and the results are shown in FIG.
フロースルーのRFU値はIVTT上清のRFU値に近くことは、生体磁性マイクロスフェアDがProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質に対する結合が飽和傾向にあると説明し、対応するRFU値は以下の表7に示す。1回目の結合量は、上清中のタンパク質量から、フロースルー1中のタンパク質量を差し引いて算出し、2回目の結合量は、上清中のタンパク質量から、フロースルー2中のタンパク質量を差し引いて算出し、3回目の結合量は、上清中のタンパク質量から、フロースルー3中のタンパク質量を差し引いて算出した。ProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質の濃度は、実施例2の方法を用いて、以下の式により算出した。 The fact that the flow-through RFU values are close to the IVTT supernatant RFU values explains the tendency of biomagnetic microsphere D to saturate binding to the ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein, and the corresponding RFU values are shown in Table 7 below. shown in The first binding amount was calculated by subtracting the protein amount in flow-through 1 from the protein amount in the supernatant, and the second binding amount was calculated by subtracting the protein amount in flow-through 2 from the supernatant protein amount. The third binding amount was calculated by subtracting the protein amount in flow-through 3 from the protein amount in the supernatant. The concentration of the ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein was calculated using the method of Example 2 using the following formula.
式中、XはProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質の質量濃度(μg/mL)であり、YはRFU蛍光示数であり、MはeGFPの分子量(26.7kDa)であり、NはProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質の分子量である。 where X is the mass concentration of ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein (μg/mL), Y is the RFU fluorescence index, M is the molecular weight of eGFP (26.7 kDa), and N is ProteinG-eGFP - is the molecular weight of the Tamvavidin2 fusion protein.
ここで、結合力は磁気ビーズに結合したProteinG融合タンパク質の質量と使用した磁気ビーズ体積である。 Here, the binding force is the mass of the Protein G fusion protein bound to the magnetic beads and the volume of the magnetic beads used.
上記生体磁性マイクロスフェアDとProteinG融合タンパク質を含有するIVTT上清とをインキュベートする過程により、アフィニティ複合体(ビオチン-アビジン)連結方式によりProtein Gが結合された生体磁性マイクロスフェアGを得て、ProteinG磁気ビーズとも記す。 By the process of incubating the biomagnetic microspheres D and the IVTT supernatant containing the Protein G fusion protein, biomagnetic microspheres G to which Protein G is bound by an affinity complex (biotin-avidin) linkage method are obtained. Also referred to as magnetic beads.
5.3.Protein G磁気ビーズ精製血清抗体(IgG抗体を標的タンパク質とする)
体積の異なるProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質が結合したProtein G磁気ビーズを、1mLの牛新生児血清と4℃で1時間回転インキュベートし、続いて1mLの結合/洗浄緩衝液で洗浄し(3回)、毎回4℃で10分間回転インキュベートした。100μLの0.1M pH2.8のグリシンで抗体を溶出し、10分の1体積(10μL)の1M pH8.0のTris-HClを溶出液中にで直ちに加えた。溶出液中のIgG抗体純度をSDS-PAGEにより測定した結果を図11に示す。グレースケール値に基づいて定量分析を行い、純度が95%より大きい。
5.3. Protein G magnetic bead-purified serum antibody (targeting IgG antibody)
Protein G magnetic beads bound with different volumes of ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein were rotary incubated with 1 mL of newborn calf serum for 1 hour at 4° C., followed by washing with 1 mL of binding/washing buffer (three times). , rotated for 10 min each time at 4°C. Antibodies were eluted with 100 μL of 0.1 M pH 2.8 glycine and one tenth volume (10 μL) of 1 M pH 8.0 Tris-HCl was added immediately into the eluate. FIG. 11 shows the results of measuring the IgG antibody purity in the eluate by SDS-PAGE. Quantitative analysis is performed based on grayscale values and the purity is greater than 95%.
実施例6 ナノ抗体anti-eGFPが結合した生体磁性マイクロスフェアHの製造(ナノ抗体anti-eGFPを精製媒体とし、ビオチン-アビジンのアフィニティ複合体を連結要素とする) Example 6 Production of biomagnetic microsphere H bound with nanoantibody anti-eGFP (using nanoantibody anti-eGFP as purification medium and biotin-avidin affinity complex as linking element)
6.1.antiEGFP-mScarlet-アビジン融合タンパク質(antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質、ナノ抗体の融合タンパク質)の合成
実施例2の方法を用いて、antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質を合成し(antiEGFP融合タンパク質と略記し、分子量59kDa)、antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質を含むIVTT反応液、IVTT上清を順次製造した。
6.1. Synthesis of antiEGFP-mScarlet-Avidin fusion protein (antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein, Nanobody fusion protein) Using the method of Example 2, an antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein was synthesized (abbreviated as antiEGFP fusion protein). , molecular weight 59 kDa), an IVTT reaction solution containing the antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein, and an IVTT supernatant were prepared in sequence.
まず三段遺伝子配列を含むantiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質のDNA配列を構築した。 First, the DNA sequence of the antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein containing the triple gene sequence was constructed.
ここで、「Tamvavidin2」セグメントのヌクレオチド配列は実施例2と同様であり、SEQSEQ ID No.:2を参照する。 Here, the nucleotide sequence of the "Tamvavidin2" segment is the same as in Example 2, SEQSEQ ID No. :2.
ここで、antiEGFPはアミノ酸配列が例えばSEQ ID No.:5に示すナノ抗体である。 Here, antiEGFP has an amino acid sequence of, for example, SEQ ID No. : Nanobody shown in 5.
ここで、mScarletは明るい赤色蛍光タンパク質であり、対応するヌクレオチド配列はSEQ ID No.:6である。 Here mScarlet is a bright red fluorescent protein and the corresponding nucleotide sequence is SEQ ID No. :6.
組換えPCR法を採用してantiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質のDNAテンプレートを構築した。RCA法を用いて体外増幅を行った。前記指示された生体外無細胞タンパク質合成方法を採用してantiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質を合成した。 Recombinant PCR method was adopted to construct the DNA template of antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein. In vitro amplification was performed using the RCA method. The antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein was synthesized using the in vitro cell-free protein synthesis method indicated above.
IVTT反応を行い、antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質を含むIVTT反応液、IVTT上清を順次得た。 An IVTT reaction was performed to sequentially obtain an IVTT reaction solution containing the antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein and an IVTT supernatant.
6.2 ナノ抗体anti-eGFPが結合した生体磁性マイクロスフェアHの製造
30μLの10%(v/v)実施例1で得られた生体磁性マイクロスフェアDをピペットで取り、結合/洗浄緩衝液(10mMのNa2HPO4、pH 7.4、2mMのKH2PO4、140mMのNaCl、2.6mMのKCl)で3回洗浄した。
6.2 Preparation of Nanobody anti-eGFP-conjugated Biomagnetic
2mLのantiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質を含有するIVTT上清(RFU値2400)を取り、上記生体磁性マイクロスフェアDと4℃の条件で1時間回転インキュベートし、清液を収集し、それはフロースルー(RFU値1700)であった。フロースルーにはマイクロスフェアに結合されていない残りの融合タンパク質が含まれた。RFU値の測定条件は、励起波長(Ex)は569nmであり、発光波長(Em)は593nmであった。 Take 2 mL of IVTT supernatant containing antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein (RFU value 2400), rotate and incubate with the biomagnetic microsphere D at 4 ° C. for 1 hour, collect the supernatant, which is the flow-through (RFU value 1700). The flow-through contained residual fusion protein not bound to microspheres. The conditions for measuring the RFU value were an excitation wavelength (Ex) of 569 nm and an emission wavelength (Em) of 593 nm.
上記生体磁性マイクロスフェアDと前記antiEGFP融合タンパク質を含有するIVTT上清とをインキュベートする過程により、インキュベートされた磁気ビーズはアフィニティ複合体(ビオチン-Tamvavidin2)連結方式によりナノ抗体anti-eGFPと結合し、生体磁性マイクロスフェアHと記し、antiEGFP磁気ビーズ(ナノ抗体磁気ビーズ)とも記す。 Through the process of incubating the biomagnetic microspheres D and the IVTT supernatant containing the antiEGFP fusion protein, the incubated magnetic beads are bound to the nanoantibody anti-eGFP by affinity complex (biotin-Tamvavidin2) linkage, It is written as biomagnetic microsphere H, and also written as antiEGFP magnetic beads (nanoantibody magnetic beads).
6.3.antiEGFP磁気ビーズのeGFPタンパク質と結合する担持量の測定(eGFPを標的タンパク質とし、eGFP過剰)
30μLの10%(w/v)の本実施例6.2.で製造したantiEGFP磁気ビーズをピペットで取り、結合/洗浄緩衝液で3回洗浄し、使用に備えた。
6.3. Measurement of loading amount of antiEGFP magnetic beads that binds to eGFP protein (eGFP is the target protein, excess eGFP)
30 μL of 10% (w/v) of this Example 6.2. The anti-EGFP magnetic beads prepared in were pipetted and washed three times with binding/wash buffer and ready for use.
2mLのeGFPタンパク質のIVTT反応液(DNAテンプレートにおけるeGFPをコードするヌクレオチド配列はSEQ ID No.:3に示す)を取り、その蛍光値を測定し、Totalの蛍光値と記した。これを前記洗浄した3μLのantiEGFP磁気ビーズと混合し、1時間回転インキュベートし、磁気ビーズと結合していない上清をFlow-throughと記し、その蛍光値を測定した。表8の蛍光値測定結果に基づいて、eGFPの計算式を利用して対応するeGFPタンパク質の量を得て、得られたantiEGFP磁気ビーズの担持量が17.7mg/mL(ミリリットル当たりのantiEGFP磁気ビーズと結合するeGFPタンパク質の質量)であると計算した。 2 mL of the IVTT reaction solution of the eGFP protein (the nucleotide sequence encoding eGFP in the DNA template is shown in SEQ ID No. 3) was measured and its fluorescence value was measured and recorded as the total fluorescence value. This was mixed with 3 μL of the washed anti-EGFP magnetic beads and incubated with rotation for 1 hour. Based on the fluorescence value measurement results in Table 8, the eGFP formula was used to obtain the corresponding amount of eGFP protein, and the resulting antiEGFP magnetic beads carried an amount of 17.7 mg/mL (antiEGFP magnetic per milliliter). mass of eGFP protein bound to the beads).
6.4.antiEGFP磁気ビーズによるeGFPタンパク質の精製効率(eGFPを標的タンパク質とし、磁気ビーズ過剰)
本実施例6.2で製造したantiEGFP磁気ビーズを取り、結合/洗浄緩衝液で3回洗浄し、使用に備えた。
6.4. Purification efficiency of eGFP protein by antiEGFP magnetic beads (eGFP is the target protein, magnetic beads are excessive)
The antiEGFP magnetic beads prepared in this Example 6.2 were taken, washed three times with binding/wash buffer and ready for use.
1mLのeGFPタンパク質のIVTT反応液(DNAテンプレートにおけるeGFPをコードするヌクレオチド配列はSEQ ID No.:3に示す)を取り、その蛍光値を測定し、Totalと記した。これを過剰のantiEGFP磁気ビーズと混合し、1時間回転インキュベートし、清液を収集し、Flow-throughと記し、その蛍光値を測定した。磁気ビーズを1mLの結合/洗浄緩衝液で2回洗浄し、毎回4℃で10分間回転インキュベートし、得られた洗浄液をそれぞれWashing1、Washing2と記し、それぞれの蛍光値を測定した。インキュベートされた磁気ビーズは標的タンパク質eGFPと結合した。上記各蛍光値の測定結果を図12及び表9に示す。結果により、本方案で得られた抗eGFPの磁気ビーズはeGFPタンパク質と効果的に結合し、それを溶出することができる。IVTT上清及びフロースルーの蛍光値に基づいて、上記1時間インキュベートした後、antiEGFP磁気ビーズの標的タンパク質eGFPに対する結合効率が98.2%であると計算して得た。 1 mL of the eGFP protein IVTT reaction solution (nucleotide sequence encoding eGFP in the DNA template is shown in SEQ ID No. 3) was taken, and the fluorescence value was measured and indicated as Total. This was mixed with an excess of antiEGFP magnetic beads, incubated with rotation for 1 hour, the supernatant was collected, marked as Flow-through, and its fluorescence value was measured. The magnetic beads were washed twice with 1 mL of binding/washing buffer, rotated and incubated at 4° C. for 10 minutes each time, and the resulting washes were designated as Washing1 and Washing2, respectively, and the respective fluorescence values were measured. Incubated magnetic beads bound to the target protein eGFP. FIG. 12 and Table 9 show the measurement results of the above fluorescence values. The results show that the anti-eGFP magnetic beads obtained in this scheme can effectively bind eGFP protein and elute it. Based on the fluorescence values of the IVTT supernatant and flow-through, the binding efficiency of the antiEGFP magnetic beads to the target protein eGFP was calculated to be 98.2% after the 1 hour incubation.
100μLの0.1M pH2.8のグリシン溶出液で抗体を溶出し、10分の1体積(10μL)の1M pH8.0のTris-HClを溶出液中に直ちに加えた。溶出液の蛍光値を測定し、Elutionと記し、SDS-PAGEで純度を調べたところ、図13に示すように、純度は約95%であった。 Antibodies were eluted with 100 μL of 0.1 M pH 2.8 glycine eluate and one tenth volume (10 μL) of 1 M pH 8.0 Tris-HCl was immediately added into the eluate. The fluorescence value of the eluate was measured, described as Elution, and the purity was examined by SDS-PAGE. As shown in FIG. 13, the purity was about 95%.
なお、上述したのは本発明の好適な実施例の一部であり、本発明は上述した実施例の内容に限定されない。当業者であれば、本発明の技術的解決手段の概念範囲内又はその指導、示唆で、様々な変化及び変更が可能であり、行われたいずれの同等の技術的効果を有する変化及び変更は、いずれも本発明の保護範囲内にある。 In addition, what has been described above is only a part of the preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the contents of the above-described embodiments. A person skilled in the art can make various changes and modifications within the conceptual scope of the technical solution of the present invention or under the guidance and suggestion thereof, and any changes and modifications with equivalent technical effects made , are all within the protection scope of the present invention.
本出願は出願日が2019年11月30日である中国特許出願201911209156X及び出願日が2020年04月28日である中国特許出願2020103469030の優先権を主張する。本願は上記中国特許出願の全文を引用する。 This application claims priority from Chinese Patent Application No. 201911209156X with filing date of November 30, 2019 and Chinese Patent Application No. 2020103469030 with filing date of April 28, 2020. The present application cites the full text of the above Chinese patent application.
本発明は生化学の技術分野に属し、具体的には、生体磁性マイクロスフェアとその製造方法及び使用に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention belongs to the technical field of biochemistry, and specifically relates to biomagnetic microspheres and methods for their preparation and use.
タンパク質(抗体、抗体断片又はその融合タンパク質を含むがそれらに限定されない)の分離精製は、生物薬製造プロセスにおける重要な下流工程であり、分離精製の効果及び効率はタンパク質薬物の品質及び生産コストに直接影響する。タンパク質精製に対して、精製カラムや精製マイクロスフェア担体として、アガロースゲルなどの材料が一般的に使用される。従来技術において、抗体系物質(例えば抗体分子、抗体断片又はその融合タンパク質)に対する分離精製は、生産技術者は主にプロテインA(略称:Protein A)親和吸着カラムで発酵液又は反応液中の抗体分子を分離精製する。プロテインAカラムでは、担体に固定されたプロテインAが抗体分子Fc端の特異部位と特異的に結合することにより、抗体を溶液から特異的に効率よく分離することを実現する。現在一般的に使用されるプロテインAカラムにおける担体も主にアガロースゲルなどの材料を採用する。 Separation and purification of proteins (including but not limited to antibodies, antibody fragments or fusion proteins thereof) is an important downstream step in the biopharmaceutical manufacturing process, and the efficiency and efficiency of separation and purification affect the quality and production cost of protein drugs. directly affect. Materials such as agarose gels are commonly used as purification columns and purification microsphere carriers for protein purification. In the prior art, the separation and purification of antibody-based substances (e.g., antibody molecules, antibody fragments, or fusion proteins thereof) are mainly performed by production engineers using protein A (abbreviation: Protein A) affinity adsorption columns to extract antibodies in fermentation solutions or reaction solutions. Separate and purify molecules. In the protein A column, the protein A immobilized on the carrier specifically binds to the specific site at the Fc end of the antibody molecule, thereby realizing specific and efficient separation of the antibody from the solution. Materials such as agarose gel are also mainly used as carriers in protein A columns that are generally used at present.
ゲル系材料の三次元多孔質構造は材料の比表面積を向上させることに有利であり、それにより精製媒体(例えば固定されたプロテインA)を結合できる部位を増加させ、標的タンパク質(抗体を含む)に対する特異的結合量を向上させる。担体材料の三次元多孔質構造はタンパク質(抗体を含む)結合部位の数を大幅に向上させることができるが、担体内部の多孔質構造はタンパク質が溶出する時にタンパク質の滞留時間を増加させ、担体内部のいくつかの不連続空間又は死角はタンパク質が材料内部から溶出することを阻害し、滞留割合を増加させる。タンパク質と結合する部位を担体の外表面のみに固定すると、タンパク質生成物が材料の内部に入ることを回避し、溶出時のタンパク質の滞留時間及び滞留割合を大幅に減少させることができるが、担体の外表面のみを利用すると、担体の比表面積が大幅に低下し、タンパク質の結合部位数が大幅に低下し、精製効率が低下する。 The three-dimensional porous structure of the gel-based material is advantageous in increasing the specific surface area of the material, thereby increasing the sites that can bind purification media (e.g., immobilized protein A) and target proteins (including antibodies). increase the amount of specific binding to The three-dimensional porous structure of the carrier material can greatly improve the number of protein (including antibody) binding sites, but the porous structure inside the carrier increases the retention time of the protein when the protein elutes, and the carrier Some discontinuous spaces or blind spots inside prevent proteins from eluting from inside the material and increase the retention rate. Immobilization of the protein-binding site only on the outer surface of the carrier can avoid the protein product from entering the interior of the material and can greatly reduce the retention time and retention rate of the protein during elution. If only the outer surface of the carrier is used, the specific surface area of the carrier is greatly reduced, the number of protein binding sites is greatly reduced, and the purification efficiency is reduced.
ポリマーは高分子化合物であり、モノマー分子を重合することにより形成することができる。活性部位を有するモノマー分子を用いて重合を行い、重合生成物は大量の活性部位を大量に含むことができ、活性部位の数を大幅に向上させ、これらの活性部位により、さらに対応する結合部位を形成し又は導入することができる。ポリマーの種類及び構造は様々であり、分子鎖が互いに架橋して形成した網状構造を有し、単一の線状分子鎖の線状構造を有し、複数の分岐鎖を有する分岐構造(例えば分岐型、ツリー状、櫛状、ハイパーブランチ構造などの構造)を有し、異なる構造タイプのポリマーは異なる分野においてそれぞれ広く使用される。 Polymers are macromolecular compounds and can be formed by polymerizing monomer molecules. Polymerization is carried out using monomer molecules with active sites, and the polymerized product can contain a large number of active sites, greatly increasing the number of active sites, and these active sites provide additional corresponding binding sites. can be formed or introduced. Polymers have various types and structures, and have a network structure formed by cross-linking molecular chains with each other, have a linear structure of a single linear molecular chain, and have a branched structure with a plurality of branched chains (e.g. structures such as branched, tree-like, comb-like, and hyperbranched structures), and polymers with different structural types are widely used in different fields, respectively.
従来技術において、タンパク質分離精製に用いられる精製カラムでは、主に共有結合方式を用いて精製媒体を固定する。プロテインAを精製媒体とし、抗体系物質を精製するためのプロテインAカラムを例とし、抗体、抗体断片、又はその融合タンパク質などの分離精製に用いられるプロテインAカラムにおいては、主に共有結合方式を用いてプロテインAを固定し、C末端のシステインによってプロテインAを担体に共有結合する。共有結合方式は精製媒体(例えばプロテインA)が担体に強固に固定されることを保証することができるが、精製カラム(例えばプロテインAカラム)を複数回使用した後、精製媒体(例えばプロテインA)の結合性能が低下し、精製効果が低下する。そのため、比較的高い精製効率及び品質を保証するために、操作者は親和性クロマトグラフィーカラムにおけるフィラーを全部交換する必要があり、当該過程は消耗品の使用量が大きいだけでなく、且つ大量の人工及び時間を消耗し、精製コストが高いことを引き起こす。 In the prior art, purification columns used for protein separation and purification mainly use a covalent bond method to immobilize purification media. Protein A columns for purifying antibody-based substances using protein A as a purification medium are examples. Protein A columns used for separating and purifying antibodies, antibody fragments, fusion proteins thereof, etc., mainly employ a covalent bonding method. is used to immobilize protein A, and the C-terminal cysteine covalently binds protein A to the carrier. Although the covalent attachment method can ensure that the purification medium (e.g. protein A) is firmly fixed to the support, after multiple uses of the purification column (e.g. protein A column), the purification medium (e.g. protein A) The binding performance of is reduced and the purification effect is reduced. Therefore, in order to ensure relatively high purification efficiency and quality, the operator needs to replace all the fillers in the affinity chromatography column. It is labor and time consuming and causes high purification costs.
本発明は生体磁性マイクロスフェアを提供し、標的物質、特にタンパク質系物質(抗体系タンパク質を含むがそれらに限定されない)の分離・精製に用いることができ、ハイスループットで標的物質を結合することができるだけでなく、溶出時の標的物質の滞留割合を効果的に低減することができ、さらに精製媒体(例えばアフィニティタンパク質)を便利に交換することができ、高速、ハイスループット、再利用、再生使用可能である特徴を有し、さらに標的物質の精製コストを大幅に低減することができる。例えば、アフィニティタンパク質を精製媒体として用いる場合、抗体系タンパク質の精製コストを大幅に低減することができる。 The present invention provides biomagnetic microspheres, which can be used to separate and purify target substances, particularly protein-based substances (including but not limited to antibody-based proteins), and can bind target substances in high throughput. Not only can the retention rate of target substances during elution be effectively reduced, purification media (e.g. affinity proteins) can be conveniently exchanged, and it is fast, high-throughput, reusable, and reusable. and can greatly reduce the purification cost of the target substance. For example, when affinity proteins are used as purification media, purification costs for antibody-based proteins can be greatly reduced.
1.本発明の第1の態様は、生体磁性マイクロスフェアを提供し、前記生体磁性マイクロスフェアは、磁性マイクロスフェア本体を含み、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、少なくとも1種の線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、ビオチン又はビオチン類似体が連結されている。前記ビオチン又はビオチン類似体は、精製媒体とすることができるだけでなく、連結要素としてさらに他のタイプの精製媒体と連結することもできる。 1. A first aspect of the present invention provides biomagnetic microspheres, said biomagnetic microspheres comprising a magnetic microsphere body, the outer surface of said magnetic microsphere body having at least one linear backbone and a polymer having a branched chain, one end of the linear main chain is fixed to the outer surface of the magnetic microsphere body, the other end of the polymer is free from the outer surface of the magnetic microsphere body, and the biomagnetic microsphere Biotin or biotin analogues are linked to the branched ends of the polymer. Said biotin or biotin analogue can not only serve as a purification medium, but can also be linked as a linking element to still other types of purification media.
前記生体磁性マイクロスフェアは、ビオチン磁性マイクロスフェア又はビオチン磁気ビーズとも呼ばれる。 Said biomagnetic microspheres are also called biotin magnetic microspheres or biotin magnetic beads.
前記「~に固定」とは、前記線状主鎖が共有結合の方式で磁性マイクロスフェア本体の外表面「に固定される」ことを指す。 The term "anchored to" refers to the linear backbone being "anchored to" the outer surface of the magnetic microsphere body in a covalent manner.
さらに、前記線状主鎖は直接方式で前記磁性マイクロスフェア本体の外表面に共有結合的に固定され、又は連結基(連結要素)を介して間接方式で前記磁性マイクロスフェア本体の外表面に共有結合的に固定される。 In addition, the linear main chain is covalently fixed to the outer surface of the magnetic microsphere body in a direct manner, or shared on the outer surface of the magnetic microsphere body in an indirect manner via a linking group (linking element). Cohesively fixed.
さらに、前記ポリマーの分岐鎖の数は複数であり、好ましくは、少なくとも3つである。
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体のサイズは、0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm、0.35μm、0.4μm、0.45μm、0.5μm、0.55μm、0.6μm、0.65μm、0.7μm、0.75μm、0.8μm、0.85μm、0.9μm、0.95μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μmのいずれか一つの粒子径スケール又はいずれか2つの粒子径スケールの間の範囲から選択され、前記直径サイズとは平均値である。
Furthermore, the number of branched chains in the polymer is plural, preferably at least three.
In one preferred form, the size of the magnetic microsphere body is 0.1 μm, 0.15 μm, 0.2 μm, 0.25 μm, 0.3 μm, 0.35 μm, 0.4 μm, 0.45 μm, 0.5 μm, 0.55 μm, 0.6 μm, 0.65 μm, 0.7 μm, 0.75 μm, 0.8 μm, 0.85 μm, 0.9 μm, 0.95 μm, 1 μm, 1.5 μm, 2 μm, 2.5 μm, 3 μm, 3.5 μm, 4 μm, 4.5 μm, 5 μm, 5.5 μm, 6 μm, 6.5 μm, 7 μm, 7.5 μm, 8 μm, 8.5 μm, 9 μm, 9.5 μm, 10 μm, 15 μm, 20 μm, 25 μm, 30 μm, 35 μm, 40 μm, 45 μm, 50 μm, 55 μm, 60 μm, 65 μm, 70 μm, 75 μm, 80 μm, 85 μm, 90 μm, 95 μm, 100 μm, 150 μm, 200 μm, 250 μm, 300 μm, 350 μm, 400 μm, 450 μm, 500 μm, 600 μm, 600 μm, 600 μm, 650 μm, Any one particle size scale of 700 μm, 750 μm, 800 μm, 850 μm, 900 μm, 950 μm, 1000 μm or a range between any two particle size scales, said diameter size being an average value.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.1~10μmから選択される。 In one preferred form, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 0.1 to 10 μm.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.2~6μmから選択される。 In one preferred form, the diameter of the magnetic microsphere bodies is selected from 0.2 to 6 μm.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.4~5μmから選択される。 In one preferred form, the diameter of the magnetic microsphere bodies is selected from 0.4 to 5 μm.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.5~3μmから選択される。 In one preferred form, the diameter of the magnetic microsphere bodies is selected from 0.5 to 3 μm.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.2~1μmから選択される。 In one preferred form, the diameter of the magnetic microsphere bodies is selected from 0.2 to 1 μm.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.5~1μmから選択される。 In one preferred form, the diameter of the magnetic microsphere bodies is selected from 0.5 to 1 μm.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は1μm~1mmから選択される。 In one preferred form, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 1 μm to 1 mm.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、950nm、1000nmであり、偏差は±20%であり、より好ましくは±10%である。 In one preferred form, the magnetic microsphere body has a diameter of 200 nm, 250 nm, 300 nm, 350 nm, 400 nm, 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, 750 nm, 800 nm, 850 nm, 900 nm, 950 nm, 1000 nm, The deviation is ±20%, more preferably ±10%.
好ましい一形態では、前記ポリマーの主鎖は、ポリオレフィン主鎖、又はアクリル系ポリマー主鎖である。前記アクリル系ポリマーの定義については、「名詞及び用語」の部分を参照されたい。好ましい一形態では、前記ポリオレフィン主鎖は、同時にアクリル系ポリマー主鎖である(即ち、前記ポリマーの線状主鎖は、ポリオレフィン主鎖であり、且つアクリル系ポリマーの主鎖から提供される)。 In one preferred form, the backbone of the polymer is a polyolefin backbone or an acrylic polymer backbone. See the "Nouns and Terminology" section for definitions of said acrylic polymers. In one preferred form, the polyolefin backbone is at the same time an acrylic polymer backbone (ie the linear backbone of the polymer is both a polyolefin backbone and provided from an acrylic polymer backbone).
好ましい一形態では、前記アクリル系ポリマーのモノマー単位が、好ましくはアクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステルなどのアクリル系モノマー分子のいずれの一つか、又はそれらの組み合わせから選択される。前記アクリル系ポリマーは、上記モノマーのいずれかを重合することにより得られてもよく、上記モノマーの対応する組み合わせを共重合することにより得られてもよい。 In a preferred embodiment, the monomer unit of the acrylic polymer is preferably any one of acrylic monomer molecules such as acrylic acid, acrylate, acrylic acid ester, methacrylic acid, methacrylate, and methacrylic acid ester, or selected from a combination thereof. Said acrylic polymer may be obtained by polymerizing any of the above monomers, or may be obtained by copolymerizing the corresponding combination of the above monomers.
好ましい一形態では、前記ポリマーの分岐鎖は、官能基に基づく共有結合によってビオチン又はビオチン類似体に共有結合し、ビオチン又はビオチン類似体をポリマーの分岐鎖末端に共有結合する。生体磁性マイクロスフェアの外表面におけるポリマー分子の分岐鎖に含まれる官能基とビオチン又はビオチン類似体との共有結合反応により得ることができる。ここで、前記官能基の好ましい一実施形態は特異的結合部位(定義は具体的な実施形態の「名詞と用語」の部分を参照)である。 In one preferred form, the branched chains of the polymer are covalently attached to biotin or biotin analogues by functional group-based covalent bonds, covalently attaching biotin or biotin analogues to the branched ends of the polymer. It can be obtained by covalent reaction of biotin or biotin analogues with functional groups contained in branched chains of polymer molecules on the outer surface of biomagnetic microspheres. Here, one preferred embodiment of said functional group is a specific binding site (see "Nouns and Terms" section of specific embodiments for definition).
前記官能基に基づく共有結合とは、官能基が共有結合に関与することによって形成される共有結合を意味する。好ましくは、前記官能基は、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基の塩形態、アミノ基の塩形態、ギ酸エステル基、又は前記官能基の組み合わせである。前記カルボキシル基の塩形態の好ましい一形態は、ナトリウム塩形式であり、例えばCOONaであり、前記アミノ基の塩形態の好ましい形態は、無機塩形態であってもよく、有機塩形態であってもよく、塩酸塩、フッ化水素酸塩などの形態を含むがこれらに限定されない。前記「官能基の組み合わせ」とは、一つの磁性マイクロスフェアの外表面の全てのポリマー分子の全ての分岐鎖を指し、異なる官能基の関与に基づいて共有結合を形成することができる。ビオチンを例とし、即ち一つのビオチン磁性マイクロスフェアの外表面の全てのビオチン分子はそれぞれ異なる官能基と共有結合することができるが、一つのビオチン分子は一つの官能基のみと連結することができる。 The covalent bond based on the functional group means a covalent bond formed by participating in the covalent bond of the functional group. Preferably, said functional group is a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, a mercapto group, a salt form of a carboxyl group, a salt form of an amino group, a formate group, or a combination of said functional groups. A preferred salt form of the carboxyl group is a sodium salt form, for example, COONa, and a preferred salt form of the amino group may be an inorganic salt form or an organic salt form. Often include, but are not limited to, hydrochloride, hydrofluoride, and like forms. The "combination of functional groups" refers to all branched chains of all polymer molecules on the outer surface of one magnetic microsphere, which can form covalent bonds based on the involvement of different functional groups. Taking biotin as an example, all biotin molecules on the outer surface of one biotin magnetic microsphere can covalently bond with different functional groups, but one biotin molecule can only link with one functional group. .
好ましい一形態では、前記ポリマーの線状主鎖は、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面に直接的に、又は連結基を介して間接的に共有結合している。 In one preferred form, the linear backbone of the polymer is covalently attached to the outer surface of the magnetic microsphere body either directly or indirectly via a linking group.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体は、SiO2で被覆された磁性材料である。代わりに、SiO2は自身で活性部位を有するシランカップリング剤であってもよい。 In one preferred form, said magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO2 . Alternatively, SiO2 may itself be a silane coupling agent with active sites.
好ましい一形態では、前記磁性材料は、鉄酸化物、鉄化合物、鉄合金、コバルト化合物、コバルト合金、ニッケル化合物、ニッケル合金、マンガン酸化物、マンガン合金のいずれか、又は組み合わせから選択される。 In one preferred form, the magnetic material is selected from iron oxides, iron compounds, iron alloys, cobalt compounds, cobalt alloys, nickel compounds, nickel alloys, manganese oxides, manganese alloys, or a combination thereof.
さらに、好ましくはFe3O4、γ-Fe2O3、窒化鉄、Mn3O4、FeCrMo、FeAlC、AlNiCo、FeCrCo、ReCo、ReFe、PtCo、MnAlC、CuNiFe、AlMnAg、MnBi、FeNiMo)、FeSi、FeAl、FeSiAl、MO・6Fe2O3、GdOのいずれか一つ、又はそれらの組み合わせであり、ここで、前記Reは希土類元素であり、前記MはBa、Sr、Pbであり、即ち、前記MO・6Fe2O3はBaO・6Fe2O3、SrO・6Fe2O3又はPbO・6Fe2O3である。 Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 , iron nitride, Mn 3 O 4 , FeCrMo, FeAlC, AlNiCo, FeCrCo, ReCo, ReFe, PtCo, MnAlC, CuNiFe, AlMnAg, MnBi, FeNiMo), FeSi , FeAl, FeSiAl , MO.6Fe2O3 , GdO, or a combination thereof, wherein Re is a rare earth element and M is Ba, Sr, Pb, i.e., The MO.6Fe2O3 is BaO.6Fe2O3 , SrO.6Fe2O3 or PbO.6Fe2O3 .
2.本発明の第2の態様は生体磁性マイクロスフェアを提供し、本発明の第1の態様で提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、前記ビオチン又はビオチン類似体は連結要素としてさらに精製媒体に連結している。即ち、前記ポリマーの分岐鎖末端は、連結要素を介して精製媒体に連結しており、且つ前記連結要素は、前記ビオチン又はビオチン類似体を含む。 2. A second aspect of the present invention provides biomagnetic microspheres, and based on said biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the present invention, said biotin or biotin analogue is further added as a linking element to a purification medium. are connected. That is, the branched ends of the polymer are linked to the purification medium via a linking element, and the linking element comprises the biotin or biotin analogue.
前記精製媒体は、アビジン型タグ、ポリペプチド型タグ、タンパク質型タグ、抗体型タグ、抗原型タグ、又はそれらの組み合わせを含有してもよいが、これらに限定されない。 The purification media may contain, but are not limited to, avidin-type tags, polypeptide-type tags, protein-type tags, antibody-type tags, antigen-type tags, or combinations thereof.
好ましい一形態では、前記アビジン型タグは、アビジン、ビオチンと結合可能なアビジン類似体、ビオチン類似体と結合可能なアビジン類似体、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, the avidin-type tag is avidin, an avidin analogue capable of binding to biotin, an avidin analogue capable of binding to a biotin analogue, or a combination thereof.
好ましい一形態では、前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端にはビオチンが連結されており、前記精製媒体はアビジンであり、且つ前記アビジンとの間でアフィニティ複合体の結合作用を形成する。 In one preferred form, biotin is linked to the branched ends of the polymers of the biomagnetic microspheres, the purification medium is avidin, and forms an affinity complex binding action with the avidin.
前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体、又はそれらの組み合わせであってもよいが、これらに限定されない。 The avidin may be, but is not limited to, streptavidin, modified streptavidin, streptavidin analogs, or combinations thereof.
好ましい一形態では、前記ポリペプチド型タグは、CBPタグ、ヒスチジンタグ、C-Mycタグ、FLAGタグ、Spotタグ、Cタグ、Aviタグ、Stregタグ、WRHPQFGG(SEQ ID No:7)配列を含むタグ、WRHPQFGG(SEQ ID No:7)の変体配列を含むタグ、RKAAVSHW(SEQ ID No:8)配列を含むタグ、RKAAVSHW(SEQ ID No:8)の変体配列を含むタグ、又はそれらの組み合わせのいずれか一つのタグ又はその変体から選択される。前記Stregタグは、WSHPQFEK(SEQ ID No:9)及びその変体を含む。 In a preferred embodiment, the polypeptide tag is a CBP tag, a histidine tag, a C-Myc tag, a FLAG tag, a Spot tag, a C tag, an Avi tag, a Streg tag, and a tag containing a WRHPQFGG (SEQ ID No: 7) sequence. , a tag containing a variant sequence of WRHPQFGG (SEQ ID No: 7) , a tag containing a sequence of RKAAVSHW (SEQ ID No: 8) , a tag containing a variant sequence of RKAAVSHW (SEQ ID No: 8) , or a combination thereof or one of the tags or variants thereof. The Streg tags include WSHPQFEK (SEQ ID No: 9) and variants thereof.
好ましい一形態では、前記タンパク質型タグは、アフィニティタンパク質、SUMOタグ、GSTタグ、MBPタグ、及びそれらの組み合わせいずれかのタグ又はその変体から選択される。 In one preferred form, said protein type tag is selected from affinity proteins, SUMO tags, GST tags, MBP tags and any combination thereof or variants thereof.
好ましい一形態では、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインL、又はそれらの組み合わせから選択される。 In one preferred form, the affinity protein is selected from protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G, denatured protein L, or combinations thereof.
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、抗体、抗体の断片、抗体の一本鎖、一本鎖の断片、抗体融合タンパク質、抗体断片の融合タンパク質のいずれか、いずれかの誘導体、又はいずれかの変体である。 In a preferred embodiment, the antibody-based tag is an antibody, antibody fragment, antibody single chain, single chain fragment, antibody fusion protein, antibody fragment fusion protein, derivative of any, or any of is a variant of
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、抗タンパク質抗体である。
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、抗蛍光タンパク質抗体である。
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、ナノ抗体である。
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、抗タンパク質のナノ抗体である。
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、抗蛍光タンパク質のナノ抗体である。
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、抗緑色蛍光タンパク質又はその変異体のナノ抗体である。
好ましい一形態では、前記抗体型タグは、Fc断片である。
In one preferred form, the antibody-based tag is an anti-protein antibody.
In one preferred form, the antibody-based tag is an anti-fluorescent protein antibody.
In one preferred form, the antibody-based tag is a nanobody.
In one preferred form, the antibody-based tag is an anti-protein nanobody.
In one preferred form, the antibody-based tag is an anti-fluorescent protein nanobody.
In one preferred form, the antibody-based tag is an anti-green fluorescent protein or variant nanobody.
In one preferred form, the antibody-based tag is an Fc fragment.
前記精製媒体と前記ビオチン又は前記ビオチン類似体との連結方式は、共有結合、非共有結合(例えば、超分子相互作用)、連結要素、又はそれらの組み合わせを含むが、これらに限定されない。 Modes of linkage between the purification medium and the biotin or biotin analog include, but are not limited to, covalent bonds, non-covalent bonds (eg, supramolecular interactions), linking elements, or combinations thereof.
好ましい一形態では、前記共有結合は、動的共有結合であり、さらに好ましくは、前記動的共有結合は、イミン結合、アシルヒドラゾン結合、ジスルフィド結合、又はそれらの組み合わせを含む。 In one preferred form, the covalent bond is a dynamic covalent bond, more preferably the dynamic covalent bond comprises an imine bond, an acylhydrazone bond, a disulfide bond, or a combination thereof.
好ましい一形態では、前記超分子相互作用は、配位結合、アフィニティ複合体相互作用、静電吸着、水素結合、π-πオーバーラップ作用、疎水性相互作用、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, said supramolecular interactions are coordinate bonds, affinity complex interactions, electrostatic adsorption, hydrogen bonding, π-π overlap interactions, hydrophobic interactions, or combinations thereof.
前記生体磁性マイクロスフェアの好ましい一形態では、前記精製媒体は、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される。 In one preferred form of the biomagnetic microspheres, the purification media are linked to the branched ends of the polymer by linking elements comprising affinity complexes.
好ましい一形態では、前記アフィニティ複合体相互作用は、ビオチン-アビジン相互作用、ビオチン類似体-アビジン相互作用、ビオチン-アビジン類似体相互作用、ビオチン類似体-アビジン類似体相互作用から選択される。 In one preferred form, said affinity complex interaction is selected from biotin-avidin interaction, biotin analogue-avidin interaction, biotin-avidin analogue interaction, biotin analogue-avidin analogue interaction.
好ましい一形態では、前記ビオチン又はビオチン類似体は、アフィニティ複合体作用によってアビジン又はアビジン類似体に結合し、前記精製媒体は、前記アビジン又はアビジン類似体に直接又は間接的に結合する。 In one preferred form, said biotin or biotin analogue is bound to avidin or an avidin analogue by affinity complexing and said purification medium is bound directly or indirectly to said avidin or avidin analogue.
好ましい一形態では、前記精製媒体は、アビジン型タグ-精製媒体共有結合複合体によって前記ポリマーの分岐鎖末端のビオチン又はビオチン類似体に連結し、アビジン型タグによって前記ビオチン又はビオチン類似体との間にアフィニティ複合体の連結要素を形成し、さらに好ましい一形態では、前記精製媒体は、アビジン-精製媒体共有結合複合体によって、前記ポリマーの分岐鎖末端のビオチン又はビオチン類似体と、アフィニティ複合体の連結要素を形成する。 In one preferred form, the purification medium is linked to biotin or a biotin analogue at the branched end of the polymer by an avidin-type tag-purification medium covalent complex, and is linked to the biotin or biotin analogue by an avidin-type tag. form the linking member of the affinity complex, and in a further preferred form, the purification medium binds biotin or a biotin analog at the branched chain end of the polymer to the affinity complex by means of an avidin-purification medium covalent complex. Form a connecting element.
3.本発明の第3の態様は生体磁性マイクロスフェアを提供し、本発明の第1の態様により提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、さらに、前記ビオチン又はビオチン類似体は連結要素として、さらにアフィニティ複合体結合作用によってアビジン又はアビジン類似体に連結されている。 3. A third aspect of the invention provides biomagnetic microspheres, based on said biomagnetic microspheres provided by the first aspect of the invention, further comprising said biotin or biotin analogue as a linking member, further comprising: It is linked to avidin or an avidin analogue by an affinity complex binding activity.
前記生体磁性マイクロスフェアは、アビジン磁性マイクロスフェア又はアビジン磁気ビーズとも呼ばれる。 Said biomagnetic microspheres are also called avidin magnetic microspheres or avidin magnetic beads.
前記アビジン又はアビジン類似体は、精製媒体とすることができるだけでなく、連結要素としてさらに他のタイプの精製媒体と連結することもできる。ここで、前記ビオチン又はビオチン類似体と前記アビジン又はアビジン類似体との間にアフィニティ複合体の結合作用を形成する。 Said avidin or avidin analogue can not only serve as a purification medium, but can also be linked with other types of purification media as a linking element. An affinity complex binding is now formed between said biotin or biotin analogue and said avidin or avidin analogue.
好ましい一形態では、本発明の第1の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、さらに、前記ビオチンに結合するアビジンを含む。ここで、ビオチンとアビジンとの間にアフィニティ複合体の結合作用を形成する。即ち、前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端にはビオチンが連結されており、前記精製媒体はアビジンであり、且つ前記アビジンとの間でアフィニティ複合体の結合作用を形成する。 In one preferred form, based on said biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the invention, it further comprises avidin binding to said biotin. An affinity complex binding is now formed between biotin and avidin. That is, biotin is linked to the branched ends of the polymers of the biomagnetic microspheres, the purification medium is avidin, and forms an affinity complex with the avidin.
好ましい一形態では、前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体のいずれか1個、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, the avidin is any one of streptavidin, modified streptavidin, streptavidin analogues, or a combination thereof.
4.本発明の第4の態様は生体磁性マイクロスフェアを提供し、本発明の第3の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、さらに、前記アビジン又はアビジン類似体に連結しているアフィニティタンパク質を含む。このとき、ビオチン又はビオチン類似体、アビジン又はアビジン類似体は、いずれも連結要素として両者の間にアフィニティ複合体の結合作用を形成し、前記アフィニティタンパク質は、精製媒体とすることができるだけでなく、連結要素とすることもでき、好ましくは精製媒体とする。 4. A fourth aspect of the invention provides biomagnetic microspheres, based on said biomagnetic microspheres provided in the third aspect of the invention, further comprising affinity linked to said avidin or avidin analogue. Contains protein. At this time, biotin or a biotin analogue and avidin or an avidin analogue form a binding action of an affinity complex between them as linking elements, and the affinity protein can not only serve as a purification medium, It can also be a connecting element, preferably a purification medium.
前記生体磁性マイクロスフェアは、アフィニティタンパク質磁性マイクロスフェア又はアフィニティタンパク質磁気ビーズとも呼ばれる。 Said biomagnetic microspheres are also called affinity protein magnetic microspheres or affinity protein magnetic beads.
好ましい一形態では、本発明の第2の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、前記精製媒体はアフィニティタンパク質であり、前記生体磁性マイクロスフェアはさらに前記アフィニティタンパク質に連結されているアビジンと、前記アビジンに結合されているビオチンとを含み、前記ビオチンは前記ポリマーの分岐鎖に連結されており、ここで、精製媒体は連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖に連結し、前記連結要素にはビオチンとアビジンとによって形成されたアフィニティ複合体が含まれる。 In one preferred form, based on said biomagnetic microspheres provided in the second aspect of the present invention, said purification medium is an affinity protein, said biomagnetic microspheres further comprising avidin linked to said affinity protein. and biotin attached to said avidin, wherein said biotin is linked to said branch of said polymer, wherein said purification medium is linked to said branch of said polymer by a linking element, and contains the affinity complex formed by biotin and avidin.
好ましい一形態では、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインLのいずれか1個、又はそれらの変性タンパク質である。 In a preferred embodiment, the affinity protein is any one of protein A, protein G, protein L, or denatured proteins thereof.
5.本発明の第5の態様は、本発明の第1の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアの製造方法(図3を参照)を提供し、当該方法は下記のステップを含む。 5. A fifth aspect of the invention provides a method (see FIG. 3) of manufacturing said biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the invention, said method comprising the following steps.
(1)磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行い、アミノ基を磁性マイクロスフェア本体の外表面に導入して、アミノ基修飾磁性マイクロスフェアAを形成させ、前記磁性マイクロスフェア本体がSiO2で被覆された磁性材料である場合、前記カップリング剤は、好ましくはアミノ化シランカップリング剤である。 (1) The magnetic microsphere body is chemically modified, amino groups are introduced into the outer surface of the magnetic microsphere body to form amino group-modified magnetic microspheres A, and the magnetic microsphere body is made of SiO2 . In the case of coated magnetic materials, the coupling agent is preferably an aminated silane coupling agent.
好ましい一形態では、カップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行う。 In one preferred form, the magnetic microsphere bodies are chemically modified using a coupling agent.
前記磁性マイクロスフェア本体がSiO2で被覆された磁性材料である場合、シランカップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行うことができる。前記シランカップリング剤は、好ましくはアミノ化シランカップリング剤である。 When the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO 2 , a silane coupling agent can be used to chemically modify the magnetic microsphere body. Said silane coupling agent is preferably an aminated silane coupling agent.
(2)カルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用してアクリル酸分子を前記磁性マイクロスフェアAの外表面に共有結合的にカップリングさせ、炭素-炭素二重結合を導入して、炭素-炭素二重結合含有磁性マイクロスフェアBを形成させる。 (2) covalently coupling an acrylic acid molecule to the outer surface of the magnetic microsphere A using a covalent reaction between a carboxyl group and an amino group to introduce a carbon-carbon double bond; , to form magnetic microspheres B containing carbon-carbon double bonds.
(3)架橋剤を加えない条件で、炭素-炭素二重結合の重合反応を利用して、アクリル系モノマー分子(例えばアクリル酸ナトリウム)を重合させ、得られたアクリル系ポリマーは線状主鎖と官能基を含む分岐鎖とを有し、ポリマーは線状主鎖の一端によって磁性マイクロスフェアBの外表面に共有結合され、アクリル系ポリマー修飾磁性マイクロスフェアCを形成させる。 (3) Polymerizing an acrylic monomer molecule (for example, sodium acrylate) using a carbon-carbon double bond polymerization reaction without adding a cross-linking agent, and the resulting acrylic polymer has a linear main chain. and a branched chain containing a functional group, the polymer is covalently bonded to the outer surface of the magnetic microsphere B by one end of the linear backbone to form the acrylic polymer-modified magnetic microsphere C.
前記アクリル系モノマー分子、ポリマー分岐鎖の官能基の定義については、「名詞及び用語」の部分を参照されたい。 See the "Nouns and Terminology" section for definitions of the functional groups of the acrylic monomer molecules and polymer branches.
好ましくは、前記官能基は、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、メルカプト基、ギ酸塩、アンモニウム、カルボキシル基の塩形態、アミノ基の塩形態、ギ酸エステル基、又は前記官能基の組み合わせである。前記「官能基の組み合わせ」とは、一つの磁性マイクロスフェアの外表面の全てのポリマーの全ての分岐鎖に含まれる官能基を指し、その種類は、1種又は1種以上であってもよい。第1の形態で定義された「官能基の組み合わせ」の意味とは合致する。 Preferably, said functional group is a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, a mercapto group, a formate, ammonium, a salt form of a carboxyl group, a salt form of an amino group, a formate group, or a combination of said functional groups. The "combination of functional groups" refers to functional groups contained in all branched chains of all polymers on the outer surface of one magnetic microsphere, and the types thereof may be one or more. . It matches the meaning of "combination of functional groups" defined in the first mode.
また好ましくは、前記官能基は特異的結合部位である。 Also preferably, said functional group is a specific binding site.
(4)前記ポリマーの分岐鎖に含まれる官能基により、ビオチン又はビオチン類似体をポリマーの分岐鎖末端に共有結合的にカップリングさせて、ビオチン又はビオチン類似体に結合された生体磁性マイクロスフェアD(ビオチン磁性マイクロスフェア)を得る。 (4) biomagnetic microspheres D attached to biotin or biotin analogues by covalently coupling biotin or biotin analogues to the branched ends of the polymer via functional groups contained in the branched chains of the polymer; (biotin magnetic microspheres) are obtained.
6.本発明の第6の態様は、本発明の第2の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアの製造方法を提供し、当該方法は下記のステップを含む。 6. A sixth aspect of the present invention provides a method of manufacturing said biomagnetic microspheres provided in the second aspect of the present invention, said method comprising the following steps.
(i)請求項1に記載の前記生体磁性マイクロスフェアを提供するステップであって、第5の態様のステップ(1)から(4)で製造することができる。
(i) providing the biomagnetic microspheres of
(ii)精製媒体を前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端のビオチン又はビオチン類似体に連結させ、精製媒体が結合された生体磁性マイクロスフェアを得るステップ。 (ii) Linking a purification medium to biotin or a biotin analogue at the branched end of the polymer of said biomagnetic microspheres to obtain biomagnetic microspheres with bound purification medium.
7.本発明の第7の態様は、本発明の第2の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアの製造方法を提供し、当該方法は下記のステップを含む。 7. A seventh aspect of the present invention provides a method of manufacturing said biomagnetic microspheres provided in the second aspect of the present invention, said method comprising the following steps.
(i)請求項1に記載の前記生体磁性マイクロスフェアを提供するステップであって、第5の態様のステップ(1)から(4)で製造することができる。
(i) providing the biomagnetic microspheres of
(ii)アビジン又はアビジン類似体と精製媒体との共有結合複合体(例えば、アビジン-精製媒体共有結合複合体)を精製媒体提供用の原料として、それをポリマーの分岐鎖末端に結合させ、前記ビオチン又はビオチン類似体と前記アビジン又はアビジン類似体との間にアフィニティ複合体の結合作用を形成させて、精製媒体付き生体磁性マイクロスフェアを得るステップ。 (ii) a covalent complex of an avidin or avidin analogue with a purification medium (e.g., an avidin-purification medium covalent complex) as a starting material for providing a purification medium, attached to the branched ends of a polymer, said forming an affinity complex binding action between biotin or a biotin analogue and said avidin or avidin analogue to obtain biomagnetic microspheres with a purification medium.
独立して任意に、(6)磁石で生体磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、洗浄するステップを含む。 Optionally independently, (6) sedimenting the biomagnetic microspheres with a magnet, removing the liquid phase, and washing.
独立して任意に、前記精製媒体の交換を含み、前記アビジン又はアビジン類似体と精製媒体との共有結合複合体を交換することによって実現することができる。 Optionally, independently, it includes exchanging the purification medium, which can be achieved by exchanging the covalent complexes of the avidin or avidin analogue with the purification medium.
8.本発明の第8の態様は、本発明の第4の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアの製造方法(例として図3を参照)を提供し、当該方法は下記のステップを含む。 8. An eighth aspect of the invention provides a method of manufacturing the biomagnetic microspheres provided in the fourth aspect of the invention (see FIG. 3 for an example), the method comprising the following steps.
(1)磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行い、アミノ基を磁性マイクロスフェア本体の外表面に導入して、アミノ基修飾磁性マイクロスフェアAを形成させ、前記磁性マイクロスフェア本体がSiO2で被覆された磁性材料である場合、前記カップリング剤は、好ましくはアミノ化シランカップリング剤である。 (1) The magnetic microsphere body is chemically modified, amino groups are introduced into the outer surface of the magnetic microsphere body to form amino group-modified magnetic microspheres A, and the magnetic microsphere body is made of SiO2 . In the case of coated magnetic materials, the coupling agent is preferably an aminated silane coupling agent.
好ましい一形態では、カップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行う。 In one preferred form, the magnetic microsphere bodies are chemically modified using a coupling agent.
前記磁性マイクロスフェア本体がSiO2で被覆された磁性材料である場合、シランカップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行うことができる。このとき、前記シランカップリング剤は、好ましくはアミノ化シランカップリング剤である。 When the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO 2 , a silane coupling agent can be used to chemically modify the magnetic microsphere body. At this time, the silane coupling agent is preferably an aminated silane coupling agent.
(2)カルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用してアクリル酸分子を前記磁性マイクロスフェアAの外表面に共有結合的にカップリングさせ、炭素-炭素二重結合を導入して、炭素-炭素二重結合含有磁性マイクロスフェアBを形成させる。 (2) covalently coupling an acrylic acid molecule to the outer surface of the magnetic microsphere A using a covalent reaction between a carboxyl group and an amino group to introduce a carbon-carbon double bond; , to form magnetic microspheres B containing carbon-carbon double bonds.
(3)架橋剤を加えない条件で、炭素-炭素二重結合の重合反応を利用し、アクリル系モノマー分子(例えばアクリル酸ナトリウム)を重合させ、得られたアクリル系ポリマーは線状主鎖と官能基を含む分岐鎖とを有し、ポリマーは線状主鎖の一端によって磁性マイクロスフェアBの外表面に共有結合され、アクリル系ポリマー修飾磁性マイクロスフェアCを形成する。 (3) Polymerize acrylic monomer molecules (for example, sodium acrylate) using a carbon-carbon double bond polymerization reaction without adding a cross-linking agent, and the resulting acrylic polymer has a linear main chain and The polymer is covalently bonded to the outer surface of the magnetic microsphere B by one end of the linear backbone to form the acrylic polymer-modified magnetic microsphere C.
前記官能基の好ましい一実施形態は、特異的結合部位である。 A preferred embodiment of said functional group is a specific binding site.
前記官能基の他の好ましい形態は、上記第1の態様と合致する。 Other preferred forms of said functional groups are consistent with the first aspect above.
(4)前記ポリマーの分岐鎖に含まれる官能基により、ビオチンを共有結合的にカップリングさせて、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアD(ビオチン磁性マイクロスフェア)を得る。 (4) Biotin is covalently coupled to the functional groups contained in the branched chains of the polymer to obtain biotin-modified biomagnetic microspheres D (biotin magnetic microspheres).
(5)ビオチンとアビジンとの特異的結合作用によって、アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eをポリマーの分岐鎖末端に結合させ、ビオチンとアビジンとの間にアフィニティ複合体の結合作用を形成させて、生体磁性マイクロスフェアFを得る(前記生体磁性マイクロスフェアFは、アフィニティタンパク質に結合するため、アフィニティタンパク質磁性マイクロスフェアである)。 (5) binding the avidin-affinity protein covalent complex E to the branched end of the polymer through the specific binding action of biotin and avidin to form the binding action of the affinity complex between biotin and avidin; , to obtain biomagnetic microspheres F (said biomagnetic microspheres F are affinity protein magnetic microspheres because they bind to affinity proteins).
独立して任意に、(6)磁石で生体磁性マイクロスフェアFを沈降させ、液相を除去し、洗浄するステップを含む。 Independently and optionally, (6) sedimenting the biomagnetic microspheres F with a magnet, removing the liquid phase, and washing.
さらに独立して任意に、(7)前記アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eを交換するステップを含む。 Further independently optionally, (7) exchanging said avidin-affinity protein covalent complex E.
9.本発明の第9の態様は、タンパク質系物質の分離・精製における本発明の第1から第4の態様に記載の前記生体磁性マイクロスフェアの使用を提供する。 9. A ninth aspect of the invention provides the use of said biomagnetic microspheres according to the first to fourth aspects of the invention in the separation and purification of proteinaceous substances.
好ましい一形態では、抗体系物質の分離・精製における前記生体磁性マイクロスフェアの使用である。 A preferred embodiment is the use of the biomagnetic microspheres in the separation and purification of antibody-based substances.
前記抗体系物質は、抗体、抗体断片のタンパク質類物質を指し、抗体、抗体断片、抗体融合タンパク質、抗体断片融合タンパク質を含むがこれらに限定されない。 The antibody-based substances refer to proteins of antibodies and antibody fragments, including, but not limited to, antibodies, antibody fragments, antibody fusion proteins, and antibody fragment fusion proteins.
前記精製媒体が、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される場合、前記使用はさらに選択的に生体磁性マイクロスフェアの再生使用を含み、即ち精製媒体の交換後再利用を含む。 When the purification medium is linked to the branched ends of the polymer by a linking element comprising an affinity complex, the use further optionally comprises the recycle use of the biomagnetic microspheres, i.e. reuse after exchange of the purification medium. including.
10.本発明の第10の態様は、生体磁性マイクロスフェアの抗体系物質の分離・精製における本発明の第1から第4の態様に記載の使用、特に抗体、抗体断片、抗体融合タンパク質、抗体断片融合タンパク質の分離・精製における使用を提供する。 10. A tenth aspect of the invention is the use according to the first to fourth aspects of the invention in the separation and purification of antibody-based substances of biomagnetic microspheres, in particular antibodies, antibody fragments, antibody fusion proteins, antibody fragment fusions. Use in protein separation and purification is provided.
前記精製媒体はアフィニティタンパク質である。 Said purification medium is an affinity protein.
好ましい一形態では、前記アフィニティタンパク質は、ビオチン-アビジン-アフィニティタンパク質の方式でポリマーの分岐鎖に連結する。 In one preferred form, the affinity protein is linked to the polymer branches in a biotin-avidin-affinity protein fashion.
前記アフィニティタンパク質が、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される場合(例えば、第4の態様に記載の生体磁性マイクロスフェア)、前記使用はさらに選択的に生体磁性マイクロスフェアの再生使用を含み、即ちアフィニティタンパク質の交換後再利用を含む。 Where said affinity protein is linked to the branched ends of said polymer by a linking element comprising an affinity complex (e.g. biomagnetic microspheres according to the fourth aspect), said use further optionally comprises biomagnetic microspheres. Includes recycling of spheres, ie recycling after exchange of affinity proteins.
11.本発明の第11の態様は、生体磁性マイクロスフェアを提供する。前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、少なくとも1種の線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、精製媒体が連結されており、前記精製媒体は、アビジン型タグ、ポリペプチド型タグ、タンパク質型タグ、抗体型タグ、抗原型タグ、又はそれらの組み合わせから選択される。 11. An eleventh aspect of the present invention provides biomagnetic microspheres. The outer surface of the magnetic microsphere main body has at least one type of polymer having a linear main chain and a branched chain, and one end of the linear main chain is fixed to the outer surface of the magnetic microsphere main body. The other end is free from the outer surface of the magnetic microsphere main body, and a purification medium is linked to the branched chain end of the polymer of the magnetic microsphere, and the purification medium is an avidin-type tag, a polypeptide-type tag, or a protein. A type tag, an antibody type tag, an antigen type tag, or a combination thereof.
好ましい一形態では、前記アビジン型タグは、アビジン、ビオチンと結合可能なアビジン類似体、ビオチン類似体と結合可能なアビジン類似体、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, the avidin-type tag is avidin, an avidin analogue capable of binding to biotin, an avidin analogue capable of binding to a biotin analogue, or a combination thereof.
好ましい一形態では、前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, the avidin is streptavidin, modified streptavidin, streptavidin analogs, or a combination thereof.
好ましい一形態では、前記ポリペプチド型タグは、CBPタグ、ヒスチジンタグ、C-Mycタグ、FLAGタグ、Spotタグ、Cタグ、Aviタグ、Stregタグ、WRHPQFGG(SEQ ID No:7)配列を含むタグ、WRHPQFGG(SEQ ID No:7)の変体配列を含むタグ、RKAAVSHW(SEQ ID No:8)配列を含むタグ、RKAAVSHW(SEQ ID No:8)の変体配列を含むタグ、又はそれらの組み合わせのいずれかのタグ及びその変体から選択される。前記Stregタグは、WSHPQFEK(SEQ ID No:9)又はその変体を含む。 In a preferred embodiment, the polypeptide tag is a CBP tag, a histidine tag, a C-Myc tag, a FLAG tag, a Spot tag, a C tag, an Avi tag, a Streg tag, and a tag containing a WRHPQFGG (SEQ ID No: 7) sequence. , a tag containing a variant sequence of WRHPQFGG (SEQ ID No: 7) , a tag containing a sequence of RKAAVSHW (SEQ ID No: 8) , a tag containing a variant sequence of RKAAVSHW (SEQ ID No: 8) , or a combination thereof and its variants. The Streg tag comprises WSHPQFEK (SEQ ID No: 9) or variants thereof.
好ましい一形態では、前記タンパク質型タグは、アフィニティタンパク質、SUMOタグ、GSTタグ、MBPタグ、及びそれらの組み合わせのいずれかのタグ又はその変体から選択される。 In one preferred form, said protein type tag is selected from any of affinity proteins, SUMO tags, GST tags, MBP tags and combinations thereof or variants thereof.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、少なくとも1種の線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に共有結合的に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、アフィニティタンパク質が連結されている。 In a preferred embodiment, the outer surface of the main body of the magnetic microsphere has at least one type of polymer having a linear main chain and a branched chain, and one end of the main linear chain is attached to the outer surface of the main body of the magnetic microsphere. Covalently immobilized, the other end of the polymer is free from the outer surface of the magnetic microsphere body, and the affinity protein is linked to the branched chain end of the polymer of said magnetic microsphere.
好ましくは、さらに、前記アフィニティタンパク質とポリマーの線状主鎖との間の分岐鎖骨格にアフィニティ複合体の結合作用が存在する。 Preferably, there is also a binding function of the affinity complex on the branched backbone between said affinity protein and the linear backbone of the polymer.
より好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインL、又はそれらの組み合わせから選択される。 More preferably, said affinity protein is selected from protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G, denatured protein L, or combinations thereof.
本発明の主な利点及び積極的な効果は下記を含む。 The main advantages and positive effects of the invention include the following.
本発明の核心の一つは生体磁性マイクロスフェアの構造にあり、磁性マイクロスフェア本体の外表面に、線状主鎖含有ポリマー分子が共有結合的に固定され、これらのポリマー分子はさらに大量の機能化された分岐鎖を有し、前記機能化された分岐鎖に精製媒体(ビオチン、アビジン、アフィニティタンパク質、ポリペプチドタグ、タンパク質タグなどを含むがこれらに限定されない)が連結される。上記構造により、生体磁性マイクロスフェアの外表面に大量のポリマー線状主鎖側端に吊り下げられた精製媒体を提供して、従来の網状構造による高い滞留割合を回避するだけでなく、比表面積の制限を克服して大量の標的物質(例えば抗体)結合部位を提供することができる。ここで、精製媒体の種類は、精製する物質の種類に応じて選択することができる。精製媒体がアフィニティ複合体の形式で、非共有結合の強い相互作用によってポリマーの分岐鎖に連結される場合、さらに、精製媒体(例えばアフィニティタンパク質)とポリマー線状主鎖との間の分岐鎖骨格にはアフィニティ複合体の結合作用がさらに存在することができ、それによって精製媒体(例えば親タンパク質)は容易に交換できる。分離・精製される標的物質が抗体系タンパク質である場合、精製媒体は通常はアフィニティタンパク質である。磁性マイクロスフェアの製造及び原理部分の説明を結合して理解されたい。 One of the core of the present invention is the structure of the biomagnetic microspheres, in which linear backbone-containing polymer molecules are covalently anchored to the outer surface of the magnetic microsphere body, and these polymer molecules have an additional large number of functions. functionalized branched chain to which purification media (including but not limited to biotin, avidin, affinity proteins, polypeptide tags, protein tags, etc.) are linked. The above structure not only provides a purification medium suspended on the side ends of a large amount of polymeric linear backbones on the outer surface of the biomagnetic microspheres to avoid the high retention rate caused by conventional network structures, but also has a specific surface area of can provide a large number of target substance (eg, antibody) binding sites, overcoming the limitations of . Here, the type of purification medium can be selected according to the type of substance to be purified. In addition, if the purification medium is in the form of an affinity complex and is linked to the branched chains of the polymer by strong non-covalent interactions, a branched backbone between the purification medium (e.g. affinity protein) and the polymer linear backbone There may also be a binding activity of the affinity complex in , whereby the purification medium (eg parent protein) can be readily exchanged. When the target substance to be separated and purified is an antibody-based protein, the purification medium is usually an affinity protein. The description of the manufacturing and principle part of the magnetic microspheres should be combined and understood.
本発明の核心は、さらに上記生体磁性マイクロスフェア構造の構築過程(製造方法)にあり、外表面の化学修飾により、磁気ビーズの外表面(生体磁性マイクロスフェア本体の外表面)に複数の結合部位を提供し、続いて磁気ビーズの外表面の単一の結合部位にポリマー分子を共有結合し、ポリマー分子は線状主鎖の一端によって磁気ビーズの外表面の単一の結合部位に共有結合し、線状主鎖に沿って大量の側分岐鎖が分布され、側分岐鎖に新生の結合部位が携帯され、それにより結合部位の複数倍、数十倍、百倍、数百倍、さらに千倍の拡大を実現し、さらに具体的な精製要求に基づいてポリマー分岐鎖の新生結合部位に特定の精製媒体を連結して、対応する特定標的分子(特に生化学分子であり、抗体系タンパク質分子を含むがこれらに限定されない)の捕捉を実現する。また、生体磁性マイクロスフェアの単一の結合部位は、1本の線状ポリマー主鎖のみに共有結合することができるだけでなく、2本又は複数本の線状主鎖に共有結合することもでき、鎖堆積を引き起こして滞留割合を増大させないことが好ましい。 Further, the core of the present invention lies in the construction process (manufacturing method) of the biomagnetic microsphere structure described above, in which a plurality of binding sites are formed on the outer surface of the magnetic beads (the outer surface of the main body of the biomagnetic microsphere) by chemically modifying the outer surface. followed by covalent attachment of a polymer molecule to a single binding site on the outer surface of the magnetic bead, the polymer molecule being covalently attached by one end of the linear backbone to the single binding site on the outer surface of the magnetic bead. , a large number of side-branched chains are distributed along the linear main chain, and the side-branched chains carry the nascent binding sites, thereby multiplying the binding sites by multiples, tens, hundreds, hundreds, or even thousands of times. Furthermore, based on specific purification requirements, specific purification media can be linked to the nascent binding sites of polymer branches to generate corresponding specific target molecules (especially biochemical molecules, antibody-based protein molecules). (including but not limited to) capture. Also, a single binding site of a biomagnetic microsphere can covalently bind not only to one linear polymer backbone, but also to two or more linear backbones. , preferably does not cause chain build-up and increase the retention rate.
好ましくは、一つの結合部位は1本の線状主鎖のみを引き出し、このとき線状主鎖に大きな活動空間を提供することができる。 Preferably, a single binding site can pull only one linear backbone, thus providing the linear backbone with a large active space.
また好ましくは、1つの結合部位は2本の線状主鎖のみを引き出し、できるだけ線状主鎖に大きな活動空間を提供する。 Also preferably, one binding site pulls only two linear backbones, providing as much activity space for the linear backbones as possible.
本発明の主な利点及び積極的な効果はさらに下記を含む:
(1)本発明の構造設計は、大量の分岐鎖特殊構造を携帯するポリマーによって磁性マイクロスフェア表面を被覆して、比表面積の制限を克服して大量の精製媒体結合部位を提供し、磁性マイクロスフェア表面に結合可能な精製媒体の数を複数倍、十複数倍、数十倍、百倍、数百倍、さらに千倍に拡大し、さらにハイスループットで標的物質との結合を実現し、好ましい標的物質はタンパク質系物質である。生体磁性マイクロスフェアが効率的に標的物質(例えば、標的タンパク質であり、抗体、抗体断片、又はその融合タンパク質を含むがそれらに限定されない)を混合系から磁性マイクロスフェアに捕捉させ、ハイスループットの結合を実現し、即ちハイスループットの分離を実現する。
The main advantages and positive effects of the present invention further include:
(1) The structural design of the present invention coats the magnetic microsphere surface with a polymer carrying a large amount of branched special structures to overcome the limitation of specific surface area to provide a large amount of purification media binding sites and to The number of purification media that can be bound to the surface of the sphere has been expanded several times, ten times, several tens of times, hundreds of times, hundreds of times, and even a thousand times, and high-throughput binding to target substances has been achieved. The substance is a proteinaceous substance. Biomagnetic microspheres efficiently capture target substances (e.g., target proteins, including but not limited to antibodies, antibody fragments, or fusion proteins thereof) from mixed systems onto the magnetic microspheres for high-throughput binding. to achieve high-throughput separation.
(2)ポリマー鎖自体の柔軟性を利用することができ、ポリマー鎖は反応精製混合系において柔軟に揺動することができ、精製媒体の活動空間を拡大させ、タンパク質に対する捕捉速度及び結合量を増大させ、標的物質の迅速で十分な結合を促進し、高効率、ハイスループットを実現する。 (2) The flexibility of the polymer chain itself can be used, and the polymer chain can flexibly oscillate in the reaction purification mixing system, expanding the activity space of the purification medium and increasing the capture rate and binding amount for proteins. promote rapid and sufficient binding of the target substance, realizing high efficiency and high throughput.
(3)本発明の構造設計は、生体磁性マイクロスフェアが溶出する時に精製された標的物質(例えば、標的タンパク質であり、抗体、抗体断片、又はその融合タンパク質を含むがそれらに限定されない)の効率的な溶出を実現することができ、標的物質の滞留時間と滞留割合を効果的に減少させ、高効率と高収率を実現する。精製媒体はポリマーの分岐鎖末端に連結することができ、一つの方面では、ポリマーの構造は網状構造を形成せず、分岐鎖の堆積を引き起こさず、不連続空間と死角の発生を回避することができ、従来の網状構造による高滞留時間と高滞留割合を回避することができる。もう一つの方面では、ポリマーの分岐鎖はさらに空間間隔の作用を果たし、精製媒体を混合系に十分に分布させ、磁性マイクロスフェア表面及びポリマーの内部骨格から離れ、標的物質を捕捉する効率を増大させるだけでなく、さらに後続の溶出ステップの際に、標的物質の滞留時間及び滞留割合を効果的に減少させ、ハイスループット、高効率、高割合の分離を実現する。本発明の構造設計は線状主鎖の高い柔軟性を利用することができるだけでなく、また分岐鎖数の高倍率増幅の優位性を兼ね備え、高レート、ハイスループットの結合、高効率、高比率(高収率)の分離をよりよく実現する。 (3) The structural design of the present invention affects the efficiency of purified target substances (e.g., target proteins, including but not limited to antibodies, antibody fragments, or fusion proteins thereof) when biomagnetic microspheres elute. It can achieve effective elution, effectively reduce the retention time and retention rate of the target substance, and achieve high efficiency and high yield. The purification medium can be linked to the branched chain ends of the polymer, and in one aspect, the structure of the polymer does not form a network structure, does not cause accumulation of branches, and avoids the occurrence of discontinuous spaces and blind spots. , avoiding the high residence time and high residence fraction of conventional reticulated structures. On the other hand, the branched chains of the polymer further act as spatial spacing, allowing the purification media to be well distributed in the mixed system, away from the magnetic microsphere surface and the internal backbone of the polymer, increasing the efficiency of target substance capture. In addition, it effectively reduces the retention time and retention rate of the target substance during the subsequent elution step, achieving high throughput, high efficiency and high percentage separation. The structural design of the present invention not only can take advantage of the high flexibility of the linear backbone, but also combines the advantages of high-fold amplification of the number of branches, resulting in high-rate, high-throughput binding, high efficiency, and high ratio. (high yield) separation is better achieved.
(4)本発明の生体磁性マイクロスフェアの精製媒体(例えばアフィニティタンパク質)はアフィニティ複合体の方式により、非共有の強い結合力で磁気ビーズ外表面のポリマー分岐鎖末端に連結され、精製媒体(例えばアフィニティタンパク質)を更新、交換する必要がある場合、容易、迅速に精製媒体をマイクロスフェアから溶出させ、新たな精製媒体と再結合することができ、磁性マイクロスフェアの精製性能を迅速に回復させ、生体磁性マイクロスフェアを複数回再生して使用することができ、それにより分離精製コストを低減させる。 (4) Purification media (e.g., affinity proteins) of the biomagnetic microspheres of the present invention are linked to the polymer branched ends on the outer surface of the magnetic beads by a strong non-covalent binding force in the manner of affinity complexes, and the purification media (e.g., When the affinity protein) needs to be renewed or replaced, the purification medium can be easily and quickly eluted from the microspheres and recombined with new purification medium, quickly restoring the purification performance of the magnetic microspheres, Biomagnetic microspheres can be regenerated and used multiple times, thereby reducing separation and purification costs.
(5)本発明の生体磁性マイクロスフェアは操作・使用がやすい。標的物質を結合した磁性マイクロスフェアを系から分離する時、操作しやすく、小さな磁石を利用するだけで磁性マイクロスフェアの凝集状態と位置を効率的に操作することができ、磁性マイクロスフェアが溶液における高速分散又は高速沈殿を実現して、標的物質(例えば抗体)の分離・精製を簡単で、迅速にさせ、高速遠心機などの大型実験設備を使用する必要がなく、分離・精製コストを大幅に低減させる。 (5) The biomagnetic microspheres of the present invention are easy to manipulate and use. When the magnetic microspheres bound to the target substance are separated from the system, it is easy to operate, and the aggregation state and position of the magnetic microspheres can be efficiently manipulated simply by using a small magnet. Realizes high-speed dispersion or high-speed sedimentation to make the separation and purification of target substances (such as antibodies) simple and fast, without the need to use large-scale experimental equipment such as high-speed centrifuges, greatly reducing the cost of separation and purification. Reduce.
(6)本発明で提供される生体磁性マイクロスフェアは、用途が広く、精製媒体が選択可能性を有する。具体的な精製基質の種類に応じて、磁性マイクロスフェアシステムに柔軟に対応する精製媒体を搭載し、特定の標的分子(特にタンパク質系物質)の捕捉を実現することができる。例えば、ターゲット的にアフィニティタンパク質を選択し、一般的に、大規模に抗体、抗体断片、又はその融合タンパク質を含むがこれらに限定されない抗体系物質の分離・精製に使用する。 (6) The biomagnetic microspheres provided by the present invention are versatile and have selectable purification media. Depending on the type of specific purification substrate, the magnetic microsphere system can be equipped with flexible purification media to achieve the capture of specific target molecules (especially proteinaceous substances). For example, affinity proteins are targeted and generally used for large-scale separation and purification of antibody-based substances, including, but not limited to, antibodies, antibody fragments, or fusion proteins thereof.
以下は具体的な実施形態及び実施例を参照し、本発明をさらに説明し、同時に図面を参照してください。理解すべきものとして、これらの実施例は本発明を説明するだけで本発明の範囲を限定するものではない。以下の実施例において具体的な条件を明記しない実験方法は、優先的に、上記具体的な実施形態に基づいて案内された条件に基づき、続いて通常の条件、例えば「Sambrookら、分子クローニング:実験室マニュアル(New York:Cold Spring Harbor Laboratory Press,1989)」、「無細胞タンパク質合成実験マニュアル」「Edited by Alexander S. Spirin and James R. Swartz. Cell-free protein synthesis:methods and protocols[M].2008」などの文献に記載された実験条件や、製造メーカが提案した条件に従う。 The following will further describe the present invention with reference to specific embodiments and examples, while referring to the drawings. It should be understood that these examples are only illustrative of the invention and do not limit the scope of the invention. Experimental methods that do not specify specific conditions in the following examples are preferentially based on the conditions guided according to the above specific embodiments, followed by conventional conditions, such as "Sambrook et al., Molecular Cloning: Laboratory manual (New York: Cold Spring Harbor Laboratory Press, 1989)", "Cell-free protein synthesis experiment manual", "Edited by Alexander S. Spirin and James R. Swartz. Cell-free protein synthesis [methods] and .2008” and the conditions suggested by the manufacturer.
特に説明しない限り、本発明において使用されるパーセンテージと部は、重量パーセンテージと重量部を指す。 Unless otherwise stated, percentages and parts used herein refer to weight percentages and parts by weight.
特に説明しない限り、本発明の実施例で使用される材料及び試薬は、すべて市販の製品である。 Unless otherwise stated, all materials and reagents used in the examples of the present invention are commercially available products.
本発明における温度単位は特に説明しない限り、いずれも摂氏度(℃)である。 All temperature units in the present invention are degrees Celsius (° C.) unless otherwise specified.
ヌクレオチド及び/又はアミノ酸配列表
SEQ ID No:1、プロテインAのヌクレオチド配列、長さは873塩基である。
SEQ ID No:2、tamavidin2のヌクレオチド配列、長さは423塩基である。
SEQ ID No:3、mEGFPのヌクレオチド配列、長さは714塩基である。
SEQ ID No:4、プロテインG抗体結合部位のヌクレオチド配列、長さは585塩基である。
SEQ ID No:5、抗eGFP抗体のアミノ酸配列、長さは117アミノ酸である。
SEQ ID No:6、mScarletのヌクレオチド配列、長さは693塩基である。
Nucleotide and/or Amino Acid Sequence Listing SEQ ID No: 1, nucleotide sequence of protein A, 873 bases in length.
SEQ ID No: 2, nucleotide sequence of tamavidin2, 423 bases in length.
SEQ ID No: 3, nucleotide sequence of mEGFP, length is 714 bases.
SEQ ID No: 4, nucleotide sequence of protein G antibody binding site, 585 bases in length.
SEQ ID No: 5, amino acid sequence of anti-eGFP antibody, 117 amino acids in length.
SEQ ID No: 6, nucleotide sequence of mScarlet, 693 bases in length.
名詞及び用語
以下は本発明が採用する部分関連する「名詞」、「用語」の意味についての解析又は説明であり、本発明をよりよく理解するためである。対応する解析又は説明は本発明の全文に適用し、下記にも適用し、上記にも適用する。本発明において引用文献に関する場合、関連用語、名詞、フレーズの引用文献における定義も併せて引用されるが、本発明における定義と矛盾する場合は、本発明における定義に準じる。引用文献中の定義が本発明中の定義と矛盾する場合、引用された成分、物質、組成物、材料、体系、配合、種類、方法、設備などに影響を与えるものではないことは、引用文献中で特定された内容に準ずる。
Nouns and Terms The following is an analysis or explanation of the meaning of "nouns", "terms" partly related to which the present invention employs, in order to better understand the present invention. A corresponding analysis or explanation applies to the full text of the invention, applies below, and applies above. When referring to cited documents in the present invention, the definitions of related terms, nouns, and phrases in the cited documents are also cited. If the definition in the cited document conflicts with the definition in the present invention, it shall not affect the cited component, substance, composition, material, system, formulation, type, method, equipment, etc. according to the content specified in
磁気ビーズ:微小な粒径を有する強磁性又は強磁性化される可能なマイクロスフェアは、磁気ビーズと記述することもでき、直径サイズは0.1μm~1000μmが好ましい。本発明の磁気ビーズの例は、磁性マイクロスフェアA、磁性マイクロスフェアB、磁性マイクロスフェアC、生体磁性マイクロスフェアD(ビオチン磁気ビーズ)、生体磁性マイクロスフェアF(プロテインA磁気ビーズ)、生体磁性マイクロスフェアG(プロテインG磁気ビーズ)、生体磁性マイクロスフェアH(antiEGFPナノ抗体付き磁気ビーズ)、生体磁性マイクロスフェアK(抗体磁気ビーズ)を含むがそれらに限定されない。 Magnetic beads: Ferromagnetic or possibly ferromagnetizable microspheres with a small particle size can also be described as magnetic beads, preferably with a diameter size of 0.1 μm to 1000 μm. Examples of magnetic beads of the present invention include magnetic microspheres A, magnetic microspheres B, magnetic microspheres C, biomagnetic microspheres D (biotin magnetic beads), biomagnetic microspheres F (protein A magnetic beads), biomagnetic microspheres Including but not limited to Sphere G (protein G magnetic beads), biomagnetic microsphere H (magnetic beads with antiEGFP nanoantibody), biomagnetic microsphere K (antibody magnetic beads).
磁性マイクロスフェア本体:修飾された部位を有する磁気ビーズ(結合可能な部位を有する磁性マイクロスフェア)である。例えば、シリカ被覆磁性材料粒子、より具体的にはアミノ化されたシリカ被覆磁性材料粒子である。 Magnetic microsphere body: Magnetic beads with modified sites (magnetic microspheres with sites that can bind). For example, silica-coated magnetic material particles, more specifically aminated silica-coated magnetic material particles.
磁性マイクロスフェアA:アミノ基修飾磁性マイクロスフェアである。 Magnetic microsphere A: Amino group-modified magnetic microsphere.
磁性マイクロスフェアB:炭素-炭素二重結合を有する磁性マイクロスフェアである。 Magnetic microsphere B: A magnetic microsphere having a carbon-carbon double bond.
磁性マイクロスフェアC:アクリル系ポリマー修飾磁性マイクロスフェアである。 Magnetic Microsphere C: Acrylic polymer-modified magnetic microsphere.
ビオチンビーズ:ビオチン又はビオチン類似体が結合された磁気ビーズであり、アビジン型タグ付き物質に特異的に結合することができる。その利点は、標的タンパク質をアビジン又はアビジンのタンパク質変異体で標識した後、融合タンパク質の方式で一体化発現することができ、使用方式が簡便である。ビオチンマイクロスフェアとも呼ばれる。ここのビオチン又はビオチン類似体は、精製媒体とすることができ、連結要素とすることもできる。 Biotin Beads: Magnetic beads to which biotin or biotin analogues are bound and which are capable of binding specifically to avidin-type tagged substances. Its advantage is that the target protein can be labeled with avidin or a protein mutant of avidin and then integratedly expressed in the form of a fusion protein, which is convenient to use. Also called biotin microspheres. The biotin or biotin analogue herein can be a purification medium and can also be a linking element.
生体磁性マイクロスフェアD:ビオチン又はビオチン類似体が結合された磁性マイクロスフェアであり、ビオチン磁気ビーズである。ここのビオチンは、精製媒体とすることができ、連結要素とすることもできる。 Biomagnetic Microspheres D: Magnetic microspheres bound with biotin or biotin analogues, biotin magnetic beads. Biotin herein can be a purification medium and can also be a linking element.
アビジンビーズ:アビジン又はアビジン類似体が結合された磁気ビーズである。ビオチン型タグ付き物質に特異的に結合することができる。アビジン磁性マイクロスフェアとも呼ばれる。 Avidin Beads: Magnetic beads to which avidin or an avidin analogue is bound. It can specifically bind to biotin-tagged substances. Also called avidin magnetic microspheres.
生体磁性マイクロスフェアF:プロテインAが結合された磁性マイクロスフェアであり、プロテインA磁気ビーズである。ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDとアビジン-プロテインA共有結合複合体Eとが結合して得られる。 Biomagnetic microspheres F: Magnetic microspheres bound with protein A, protein A magnetic beads. A biotin-modified biomagnetic microsphere D and an avidin-protein A covalent complex E are bound to obtain.
アフィニティタンパク質磁気ビーズ:アフィニティタンパク質が結合された磁性マイクロスフェアであり、抗体類物質の分離精製に用いることができる。アフィニティタンパク質マイクロスフェアとも呼ばれる。 Affinity protein magnetic beads: Magnetic microspheres bound with affinity proteins, which can be used for the separation and purification of antibody-like substances. Also called affinity protein microspheres.
生体磁性マイクロスフェアG:プロテインGが結合された磁性マイクロスフェアであり、プロテインG磁気ビーズである。例えば、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDとアビジン-プロテインG共有結合複合体とが結合して得られる。 Biomagnetic Microspheres G: Magnetic microspheres bound with Protein G, Protein G magnetic beads. For example, biotin-modified biomagnetic microspheres D and avidin-protein G covalent complexes are bound together.
生体磁性マイクロスフェアK:抗体型タグが結合された磁気ビーズである。それに特異的に結合可能な標的物質の分離精製に用いることができる。抗体磁性マイクロスフェア又は抗体磁気ビーズとも呼ばれる。 Biomagnetic Microsphere K: Magnetic beads with attached antibody-type tags. It can be used for separation and purification of target substances that can specifically bind thereto. Also called antibody magnetic microspheres or antibody magnetic beads.
ナノ抗体磁気ビーズ:ナノ抗体が結合された磁気ビーズである。それに特異的に結合可能な標的物質の分離精製に用いることができる。ナノ抗体磁性マイクロスフェアとも呼ばれる。 Nano-antibody magnetic beads: magnetic beads with attached nano-antibodies. It can be used for separation and purification of target substances that can specifically bind thereto. Also called nano-antibody magnetic microspheres.
生体磁性マイクロスフェアH:ナノ抗体磁気ビーズであり、ナノ抗体antiEGFPが結合された磁性マイクロスフェアである(antiEGFP磁気ビーズ)。アビジン-antiEGFP共有結合複合体とが結合して得られる。 Biomagnetic microspheres H: nanoantibody magnetic beads, magnetic microspheres bound with nanoantibody antiEGFP (antiEGFP magnetic beads). Avidin-antiEGFP covalent complex is bound to obtain.
ポリマー:本発明では広義にはオリゴマー及び高分子を含み、少なくとも3つの構造単位を有し、又は分子量が少なくとも500Daである(前記分子量は適切な特徴付け方式、例えば数平均分子量、重量平均分子量、粘度平均分子量を採用することができる)。 Polymer: in the present invention broadly includes oligomers and macromolecules, having at least 3 structural units or having a molecular weight of at least 500 Da (said molecular weight is defined by any suitable characterization scheme, e.g. number average molecular weight, weight average molecular weight, viscosity average molecular weight can be employed).
ポリオレフィン鎖:炭素原子のみによって共有結合してなるヘテロ原子を含まないポリマー鎖を指す。本発明では、櫛状構造におけるポリオレフィン主鎖、例えば、アクリル系ポリマーの線状主鎖が主に関与する。 Polyolefin chain: refers to a polymer chain containing no heteroatoms covalently bonded only by carbon atoms. In the present invention, a polyolefin backbone in a comb-like structure, such as the linear backbone of an acrylic polymer, is primarily concerned.
アクリル系ポリマー:-C(COO-)-C-単位構造を有するホモポリマー又はコポリマーを指し、前記共重合体の共重合形態は特に制限されず、線状主鎖及び計量された側基COO-を提供することができることが好ましく、前記アクリル系ポリマーの線状主鎖には、ヘテロ原子が含まれていてもよい。ここで、炭素-炭素二重結合には、重合反応の進行を妨げない限り、他の置換基、例えば、メチル置換基(-CH3C(COO-)-C-に対応)が存在していてもよい。ここで、COO-の存在形式は-COOHであってもよく、塩形式(例えばナトリウム塩)であってもよく、ギ酸エステルの形式(好ましくはギ酸アルキルエステルであり、例えばギ酸メチル-COOCH3、ギ酸エチル-COOCH2CH3、ギ酸ヒドロキシエチル-COOCH2CH2OH)などであってもよい。-C(COO-)-C-単位構造の具体的な構造形式は、-CH(COOH)-CH2-、-CH(COONa)-CH2-、-MeC(COOH)-CH2-、-MeC(COONa)-CH2-、-CH(COOCH3)-CH2-、-CH(COOCH2CH2OH)-CH2-、-MeC(COOCH3)-CH2-、-MeC(COOCH2CH2OH)-CH2-などのいずれか、又は任意の組み合わせを含むがそれらに限定されない。ここで、Meはメチル基である。1つのポリマー分子の線状主鎖には、1種のみの上記単位構造が含まれていてもよいし(ホモポリマーに対応)、2種又は2種以上の単位構造が含まれていてもよい(コポリマーに対応)。 Acrylic polymer: Refers to a homopolymer or copolymer having a -C(COO-)-C- unit structure, the copolymerization form of the copolymer is not particularly limited, and a linear main chain and weighed side groups COO- and the linear backbone of the acrylic polymer may contain heteroatoms. Here, the carbon-carbon double bond may have other substituents such as methyl substituents (corresponding to —CH 3 C(COO—)—C—) as long as they do not hinder the progress of the polymerization reaction. may Here, COO- may exist in the form of -COOH, may be in the form of a salt (eg sodium salt), or in the form of a formate (preferably a formate alkyl ester, such as methyl formate -COOCH 3 , ethyl formate-COOCH 2 CH 3 , hydroxyethyl formate-COOCH 2 CH 2 OH), and the like. Specific structural forms of the -C(COO-)-C- unit structure include -CH(COOH)-CH 2 -, -CH(COONa)-CH 2 -, -MeC(COOH)-CH 2 -, - MeC(COONa)-CH 2 -, -CH(COOCH 3 )-CH 2 -, -CH(COOCH 2 CH 2 OH)-CH 2 -, -MeC(COOCH 3 )-CH 2 -, -MeC(COOCH 2 CH 2 OH)—CH 2 —, etc., or any combination thereof. Here, Me is a methyl group. The linear main chain of one polymer molecule may contain only one type of unit structure (corresponding to a homopolymer), or may contain two or more types of unit structures. (corresponding to copolymer).
アクリル系モノマー分子:上記アクリル系ポリマーの合成に用いられるモノマー分子であり、C(COO-)=Cの基本構造を有し、例えば、CH(COOH)=CH2、CH(COONa)=CH2、CH3C(COOH)=CH2、CH3C(COONa)=CH2、CH(COOCH3)=CH2、CH(COOCH2CH2OH)=CH2、CH3C(COOCH3)=CH2、CH3C(COOCH2CH2OH)=CH2などが挙げられる。 Acrylic monomer molecule: A monomer molecule used for synthesizing the above acrylic polymer, having a basic structure of C(COO-)=C, such as CH(COOH)=CH 2 and CH(COONa)=CH 2 , CH3C (COOH)= CH2 , CH3C(COONa)= CH2 , CH ( COOCH3 ) = CH2 , CH( COOCH2CH2OH )= CH2 , CH3C( COOCH3 )= CH 2 , CH 3 C(COOCH 2 CH 2 OH)=CH 2 and the like.
分岐鎖:本発明では、分岐点に連結し、独立した末端を有する鎖である。本発明における分岐鎖、側分岐鎖は同じ意味を有し、交換して使用することができる。本発明において、分岐鎖とは、ポリマーの線状主鎖に結合する側鎖又は側基を意味し、分岐鎖の長さ、大きさは特に制限されず、カルボキシル基、水酸基、アミノ基などの短い分岐鎖であってもよいし、原子数の多い長い分岐鎖であってもよい。分岐鎖の構造は特に限定されず、直鎖状であってもよく、分岐構造を有するものであってもよい。分岐鎖は、他の側鎖や側基を含んでいてもよい。分岐鎖の数、長さ、大きさ、再分岐の程度などの構造的特徴は、できるだけ網状構造を形成しなく、分岐鎖の堆積を招くことなく滞留割合を増大させないようにすることが好ましく、この場合には線状主鎖の柔軟な揺動を円滑に発揮することができる。 Branched Chain: In the context of the present invention, a chain connected to a branch point and having independent ends. Branched chain and side branched chain in the present invention have the same meaning and can be used interchangeably. In the present invention, a branched chain means a side chain or a side group bonded to a linear main chain of a polymer, and the length and size of the branched chain are not particularly limited. It may be a short branched chain or a long branched chain with a large number of atoms. The structure of the branched chain is not particularly limited, and may be linear or have a branched structure. The branched chain may contain other side chains or side groups. Structural characteristics such as the number, length, size and degree of rebranching of the branched chains are preferably adjusted so as not to form a network structure as much as possible and increase the retention rate without causing accumulation of the branched chains, In this case, the flexible swing of the linear main chain can be exhibited smoothly.
分岐骨格:分岐骨格は、骨格原子が共有結合又は非共有結合の方式で順次連結されたものであり、分岐鎖末端からポリマーの主鎖に順次連結されている。分岐鎖骨格によって、ポリマー末端の官能基がポリマーの主鎖に連結されている。分岐鎖骨格と主鎖との交差点は、即ち分岐鎖を引き出す分岐点である。例えば、精製媒体とポリマー線状主鎖との間の分岐鎖骨格は、アフィニティタンパク質を精製媒体とする例では、ポリマーの分岐鎖末端のアフィニティタンパク質は、アビジン、ビオチン、プロピレンジアミン残基(-NH-CH2CH2CH2-NH-)、カルボニル基(カルボキシル基がアミド化反応した残基)を順次に介してポリマーのポリオレフィン主鎖に連結することができる。 Branched backbone: A branched backbone is one in which backbone atoms are sequentially linked in a covalent or non-covalent manner, from the branched chain ends to the backbone of the polymer. Branched backbones link functional groups at the ends of the polymer to the main chain of the polymer. The intersection of the branched backbone and the main chain is the branch point from which the branch is drawn. For example, the branched backbone between the purification medium and the polymer linear backbone is the affinity protein in the purification medium. —CH 2 CH 2 CH 2 —NH—) and carbonyl groups (residues obtained by amidation reaction of carboxyl groups) can be sequentially linked to the polyolefin main chain of the polymer.
分岐鎖末端は、全ての分岐鎖の末端を含む。線状主鎖に対しては、磁性マイクロスフェア本体に固定された一端のほか、線状主鎖の他端は必ず一つの分岐点に連結されるため、本発明の「分岐鎖末端」の範囲に広く含まれる。したがって、本発明の磁性マイクロスフェア本体の外表面に連結されたポリマーは、少なくとも1つの分岐点を有する。 Branched chain ends include all branched chain ends. For the linear main chain, the end fixed to the main body of the magnetic microsphere and the other end of the linear main chain are always connected to one branch point, so the scope of the "branched chain end" of the present invention widely included in Accordingly, the polymer attached to the outer surface of the magnetic microsphere body of the present invention has at least one branch point.
ポリマー分岐鎖の官能基:反応活性を有し、又は活性化された後に反応活性を有し、他の原料の反応性基と共有結合反応を直接に発生することができ、又は活性化された後に他の原料の反応性基と共有結合反応を発生し、さらに共有結合を生成して連結することを意味する。ポリマー分岐鎖の官能基は、好ましい一実施形態が特異的結合部位である。 Functional groups of polymer branches: have reactive activity, or have reactive activity after being activated, and can directly generate a covalent reaction with reactive groups of other raw materials, or have been activated It means that a covalent bond reaction with a reactive group of another raw material occurs later, and further a covalent bond is generated to connect. A functional group on the polymer branch is a specific binding site in one preferred embodiment.
直接連結方式とは、スペーサ原子を介さずに直接相互作用を起こす連結方式である。前記相互作用の形式は、共有結合方式、非共有結合方式、又はそれらの組み合わせ方式を含むがそれらに限定されない。 The direct ligation system is a ligation system in which direct interaction occurs without intervening a spacer atom. The mode of interaction includes, but is not limited to, covalent mode, non-covalent mode, or combinations thereof.
間接連結方式は、少なくとも一つの連結要素を介して形成された連結方式であり、この場合少なくとも一つのスペーサ原子に関する。前記連結要素は、連結ペプチド、アフィニティ複合体連結などを含むがそれらに限定されない。 An indirect connection scheme is a connection scheme formed via at least one linking element, in this case involving at least one spacer atom. Said linking elements include, but are not limited to, linking peptides, affinity complex links, and the like.
固定、~に固定する、~が固定される、~に固定されるなどの「固定」方式は、共有結合の結合方式を指す。 "Anchor" mode, such as anchoring, anchoring to, being anchored to, being anchored to, refers to a covalent mode of attachment.
付き、~が連結される、~に連結する、~と連結する、結合、捕捉、キャプチャーなどの「連結」/「結合」方式は、特に限定されず、共有結合方式、非共有結合方式などの方式を含むがこれらに限定されない。 The "ligation" / "binding" method such as with, is ligated, ligates to, ligates to, binds, captures, captures, etc. is not particularly limited, and includes covalent binding methods, non-covalent binding methods including but not limited to methods.
共有結合方式:共有結合で直接結合する方式である。前記共有結合方式は動的共有結合方式を含むがこれに限定されず、前記動的共有結合方式とは、動的共有結合の直接結合方式である。 Covalent bonding method: A method of directly bonding with a covalent bond. The covalent bonding method includes, but is not limited to, dynamic covalent bonding method, and the dynamic covalent bonding method is a direct bonding method of dynamic covalent bonding.
共有結合:アミド結合、エステル結合などの一般的な共有結合のほか、可逆性を有する動的共有結合も含む。前記共有結合には、動的共有結合が含まれる。動的共有結合は可逆性を有する化学結合であり、イミド結合、ヒドラゾン結合、ジスルフィド結合、又はそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。化学分野の技術者はその意味を理解することができる。 Covalent bond: In addition to general covalent bonds such as amide bonds and ester bonds, reversible dynamic covalent bonds are also included. The covalent bond includes dynamic covalent bond. Dynamic covalent bonds are chemical bonds that are reversible and include, but are not limited to, imide bonds, hydrazone bonds, disulfide bonds, or combinations thereof. A chemical engineer can understand its meaning.
非共有結合方式:配位結合、アフィニティ複合体相互作用、静電吸着、水素結合、π-πオーバーラップ作用、疎水性相互作用などの超分子相互作用を含むがそれらに限定されない。 Non-covalent bonding methods: including but not limited to supramolecular interactions such as coordinate bonds, affinity complex interactions, electrostatic adsorption, hydrogen bonding, π-π overlap interactions, hydrophobic interactions.
超分子相互作用:配位結合、アフィニティ複合体相互作用、静電吸着、水素結合、π-πオーバーラップ作用、疎水性相互作用、及びそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。 Supramolecular interactions: including, but not limited to, coordinate bonds, affinity complex interactions, electrostatic adsorption, hydrogen bonding, pi-pi overlap interactions, hydrophobic interactions, and combinations thereof.
連結要素は、連結基とも呼ばれ、2つ又は2つ以上の非隣接基を連結するための要素を意味し、少なくとも1つの原子を含む。前記連結要素と隣接基との間の連結方式は、特に限定されず、共有結合方式、非共有結合方式などの方式を含むがそれらに限定されない。前記連結要素の内部連結方式は、特に限定されず、共有結合方式、非共有結合方式などの方式を含むがそれらに限定されない。 A linking element, also called a linking group, means an element for linking two or more non-adjacent groups and includes at least one atom. The linking method between the linking element and the adjacent group is not particularly limited, and includes, but is not limited to, covalent bonding methods, non-covalent bonding methods, and the like. The internal connection method of the connecting member is not particularly limited, and includes, but is not limited to, methods such as covalent bonding method and non-covalent bonding method.
共有連結要素:連結要素の一端から他端までのスペーサ原子の間はいずれも共有結合方式で連結される。 Covalent linking element: All spacer atoms from one end of the linking element to the other are linked in a covalent manner.
特異的結合部位:本発明において、前記特異的結合部位とは、ポリマー分岐鎖上の結合機能を備えた基又は構造部位であり、当該基又は構造部位はある特定の標的物質に対する特異的認識、結合機能を備え、特異的結合は配位、錯合、静電気力、ファンデルワールス力、水素結合、共有結合などの結合作用又は他の相互作用によって実現することができる。 Specific binding site: In the present invention, the specific binding site is a group or structural site having a binding function on the polymer branch chain, and the group or structural site specifically recognizes a specific target substance, Having a binding function, the specific binding can be achieved by bonding actions such as coordination, complexation, electrostatic forces, van der Waals forces, hydrogen bonding, covalent bonding, or other interactions.
共有結合複合体:共有結合により直接又は間接的に連結して得られた化合物であり、共有結合物とも呼ばれる。 Covalent Complex: Compounds obtained by direct or indirect covalent linkage, also called covalent conjugates.
アビジン-精製媒体共有結合複合体:共有結合方式で連結された化合物であり、一端がアビジン、他端が精製媒体であり、両者は共有結合を介して直接連結され、又は共有連結要素を介して間接的に連結される。 Avidin-Purification Medium Covalent Complex: A compound linked in a covalent fashion, with avidin on one end and purification medium on the other, both linked directly via a covalent bond or via a covalent linking element. indirectly linked.
アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体E:アフィニティタンパク質を精製媒体とするアビジン-精製媒体共有結合複合体であり、又はアビジン-アフィニティタンパク質複合体Eと呼ばれ、共有結合の方式で連結された化合物であり、一端がアビジン、他端がアフィニティタンパク質であり、両者は共有結合で直接連結され、又は共有結合連結基を介して間接的に連結される。前記共有結合連結方式は、共有結合、連結ペプチドなどを含むがこれらに限定されない。例えば、ストレプトアビジン-プロテインA複合体、ストレプトアビジン-プロテインAの融合タンパク質、ストレプトアビジン-増強型緑色蛍光タンパク質-プロテインAの融合タンパク質(Protein A-eGFP-Streptavidin)、Protein A-eGFP-Tamvavidin2、Protein G-eGFP-アビジン融合タンパク質、Protein G-eGFP-Tamvavidin2などである。 Avidin-affinity protein covalent complex E: an avidin-purification medium covalent complex with an affinity protein as a purification medium, or referred to as avidin-affinity protein complex E, with compounds linked in a covalent manner. with avidin at one end and an affinity protein at the other end, both of which are directly linked by a covalent bond or indirectly linked via a covalent linking group. The covalent linkage schemes include, but are not limited to, covalent bonds, connecting peptides, and the like. For example, streptavidin-protein A complex, streptavidin-protein A fusion protein, streptavidin-enhanced green fluorescent protein-protein A fusion protein (Protein A-eGFP-Streptavidin), Protein A-eGFP-Tamvavidin2, Protein G-eGFP-avidin fusion protein, Protein G-eGFP-Tamvavidin2, and the like.
アフィニティ複合体:2つ又は2つ以上の分子が特異的な結合作用により、極めて強い親和力により形成される非共有結合性複合体であり、例えば、ビオチン(又はビオチン類似体)とアビジン(又はアビジン類似体)との相互作用による複合体である。ビオチンとアビジンとのアフィニティ複合体の結合方式は、当業者に周知である。 Affinity complex: A non-covalent complex formed by two or more molecules with very strong affinity due to specific binding action, e.g. biotin (or biotin analogue) and avidin (or avidin (analogues). Methods for binding affinity complexes between biotin and avidin are well known to those skilled in the art.
精製基質は、標的物質とも呼ばれ、混合系から分離されるものである。本発明における精製基質は特に制限されないが、精製基質がタンパク質系物質(この場合、標的タンパク質ともいう)であることが好ましい。 A purified substrate, also called a target substance, is one that is separated from a mixed system. The purification substrate in the present invention is not particularly limited, but the purification substrate is preferably a proteinaceous substance (in this case, also referred to as a target protein).
精製媒体は、精製基質と特異的に結合することができ、それにより精製基質を捕捉し、さらに精製基質を混合系から分離することができる。本発明のポリマーの分岐鎖末端に連結された精製媒体は、精製基質と結合する機能を有する機能要素である。精製媒体が共有結合方式で隣接基に連結される場合、精製基質と結合する機能を有する官能基と表現する。 The purification medium is capable of specifically binding the purification substrate, thereby capturing the purification substrate and further separating the purification substrate from the mixed system. Purification media attached to the branched ends of the polymers of the present invention are functional elements that have the ability to bind purification substrates. When the purification medium is covalently linked to adjacent groups, it is referred to as a functional group capable of binding the purification substrate.
アフィニティタンパク質:標的タンパク質と特異的に結合し、且つ比較的高い親和結合力を有するものであり、例えば、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインLなどが挙げられる。 Affinity protein: A protein that specifically binds to a target protein and has a relatively high affinity binding force. Examples include protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G, and denatured protein L. be done.
プロテインA:Protein A、42kDaの表面タンパク質であり、最初に黄色ブドウ球菌の細胞壁に発見される。それはspa遺伝子によってコードされ、その調節がDNAトポロジー構造、細胞浸透圧及びArlS-ArlRと呼ばれる二成分システムによって制御される。免疫グロブリンと結合する能力のため、生化学分野に関する研究に用いられている。抗体Fcと特異的に結合することができ、主に抗体精製に用いられ、任意の市販品から選択することができる。本発明でいわゆる「Protein A」、「SPA」、及び「プロテインA」は交換可能である。 Protein A: Protein A, a 42 kDa surface protein, first found in the cell wall of Staphylococcus aureus. It is encoded by the spa gene and its regulation is controlled by DNA topological structure, cell osmotic pressure and a binary system called ArlS-ArlR. It is used in biochemical research because of its ability to bind immunoglobulins. It can specifically bind to antibody Fc, is mainly used for antibody purification, and can be selected from any commercially available products. The so-called "Protein A", "SPA" and "Protein A" in the present invention are interchangeable.
プロテインG:Protein G、免疫グロブリン結合タンパク質であって、C群とG群連鎖球菌で発現され、プロテインAと類似するが、異なる結合特異性を有する。それは65kDa(G148プロテインG)及び58kDa(C40プロテインG)の細胞表面タンパク質であり、抗体又はある機能タンパク質と特異的に結合することにより、主に抗体精製に用いられ、任意の市販品から選択することができる。 Protein G: Protein G, an immunoglobulin binding protein, expressed in group C and group G streptococci, similar to protein A but with different binding specificities. It is a cell surface protein of 65 kDa (G148 protein G) and 58 kDa (C40 protein G) and is mainly used for antibody purification by specifically binding antibodies or certain functional proteins, selected from any commercial be able to.
プロテインL:Protein L、kappa(κ)軽鎖を含む抗体に特異的に結合するものに限られる。ヒト及びマウスでは、ほとんどの抗体分子はκ軽鎖と残りのλ軽鎖を含む。主に抗体精製に用いられ、任意の市販品から選択することができる。 Protein L: Protein L, limited to those that specifically bind to antibodies containing kappa (κ) light chains. In humans and mice, most antibody molecules contain a kappa light chain and a residual lambda light chain. It is mainly used for antibody purification and can be selected from any commercially available products.
ビオチン:biotin、アビジンと結合することができ、且つ結合力が強く、特異性に優れる。 Biotin: Biotin, capable of binding to avidin, has a strong binding force, and is excellent in specificity.
アビジン:avidin、ビオチンと結合することができ、且つ結合力が強く、特異性に優れ、例えばストレプトアビジン(Streptavidin、SAと略称する)、その類似体(例えばTamvavidin2、Tam2と略称する)、その変性生成物、その変異体などである。 Avidin: avidin, which can bind to biotin, has strong binding force, and has excellent specificity, such as streptavidin (abbreviated as Streptavidin, SA), its analogues (for example, Tamvavidin2, abbreviated as Tam2), its denatured products, variants thereof, and the like.
ビオチン類似体とは、アビジンと「アビジン-ビオチン」に類似する特異的結合を形成し得る非ビオチン分子であり、好ましくはポリペプチド又はタンパク質であり、例えばIBA社が開発したStrep-tag[登録商標]シリーズで使用されるWSHPQFEK(SEQ ID No:9)配列を含むポリペプチド(例えばStrep[登録商標]II、Twin-Strep-tag[登録商標]など)、及び類似のWNHPQFEK配列(SEQ ID No:10)を含むポリペプチドである。WNHPQFEK(SEQ ID No:10)は、WSHPQFEK(SEQ ID No:9)の変異配列とみなすことができる。 A biotin analogue is a non-biotin molecule capable of forming a specific bond with avidin similar to "avidin-biotin", preferably a polypeptide or protein. ] series (e.g., Strep[R]II, Twin-Strep-tag[ R ], etc.), and analogous WN HPQFEK sequences (SEQ ID No: 10) . WNHPQFEK (SEQ ID No: 10) can be considered a variant sequence of WS HPQFEK (SEQ ID No: 9) .
アビジン類似体とは、アビジンと「アビジン-ビオチン」に類似する特異的結合を形成し得る非アビジン分子であり、好ましくはポリペプチド又はタンパク質である。前記アビジン類似体は、アビジンの誘導体、アビジンの相同性物質(ホモログ)、アビジンの変体などを含むがこれらに限定されない。前記アビジン類似体は、例えばTamavidin1、Tamavidin2などである(文献:FEBS Journal,2009,276,1383-1397を参照)。 An avidin analogue is a non-avidin molecule, preferably a polypeptide or protein, capable of forming a specific binding with avidin similar to "avidin-biotin". The avidin analogues include, but are not limited to, avidin derivatives, avidin homologues, avidin variants, and the like. Said avidin analogues are, for example, Tamavidin1, Tamavidin2, etc. (see literature: FEBS Journal, 2009, 276, 1383-1397).
ビオチン型タグ:前記ビオチン型タグは、ビオチン、アビジンと結合可能なビオチン類似体、アビジン類似体と結合可能なビオチン類似体、及びそれらの組み合わせの単位を含む。ビオチン型タグは、アビジン、アビジン類似体、又はその組み合わせに特異的に結合することができる。そのため、アビジン型タグで標識されたタンパク質系物質を分離精製することができるがこれらに限定されない。 Biotin-type tag: The biotin-type tag includes units of biotin, biotin analogues capable of binding to avidin, biotin analogues capable of binding to avidin analogues, and combinations thereof. A biotin-type tag can specifically bind avidin, an avidin analog, or a combination thereof. Therefore, a protein-based substance labeled with an avidin-type tag can be separated and purified, but is not limited to this.
アビジン型タグ:前記アビジン型タグは、アビジン、ビオチンと結合可能なアビジン類似体、ビオチン類似体と結合可能なアビジン類似体、及びそれらの組み合わせの単位を含む。アビジン型タグは、ビオチン、ビオチン類似体、又はその組み合わせに特異的に結合することができる。そのため、ビオチン型タグで標識されたタンパク質系物質を分離精製することができるがこれらに限定されない。 Avidin-type tag: The avidin-type tag includes units of avidin, avidin analogues capable of binding to biotin, avidin analogues capable of binding to biotin analogues, and combinations thereof. Avidin-type tags can specifically bind biotin, biotin analogs, or combinations thereof. Therefore, a protein-based substance labeled with a biotin-type tag can be separated and purified, but it is not limited to this.
ポリペプチド型タグ:本発明のポリペプチド型タグとは、ポリペプチドタグ又はポリペプチドタグの誘導体を含むタグである。前記ポリペプチド型タグは、アミノ酸単位で構成されたポリペプチド構造のタグであり、前記アミノ酸は天然アミノ酸であってもよく、非天然アミノ酸であってもよい。 Polypeptide-type tags: A polypeptide-type tag of the present invention is a tag comprising a polypeptide tag or a derivative of a polypeptide tag. The polypeptide-type tag is a tag with a polypeptide structure composed of amino acids, and the amino acids may be natural amino acids or non-natural amino acids.
タンパク質型タグ:本発明のタンパク質型タグは、タンパク質タグ又はタンパク質タグの誘導体を含むタグである。前記タンパク質型タグは、アミノ酸単位で構成されたタンパク質構造のタグであり、前記アミノ酸は天然アミノ酸であってもよく、非天然アミノ酸であってもよい。 Protein-based tag: A protein-based tag of the invention is a tag comprising a protein tag or a derivative of a protein tag. The protein-type tag is a protein structure tag composed of amino acids, and the amino acids may be natural amino acids or non-natural amino acids.
抗体型タグ:本発明の抗体型タグとは、抗体系物質を含むタグであり、抗原などの標的物質に特異的に結合することができる。前記抗体型タグの例として、さらにeGFPタンパク質に特異的に結合できるantiEGFPナノ抗体を含む。 Antibody-type tag: The antibody-type tag of the present invention is a tag containing an antibody-based substance, and can specifically bind to a target substance such as an antigen. Examples of the antibody-type tags further include antiEGFP nano-antibodies that can specifically bind to eGFP proteins.
抗原型タグ:本発明の抗原型タグとは、抗原系物質を含むタグであり、抗体系物質に特異的に結合できる。 Antigen-type tag: The antigen-type tag of the present invention is a tag containing an antigen-based substance and capable of specifically binding to an antibody-based substance.
ペプチドとは、2つ又は2つ以上のアミノ酸がペプチド結合で連結された化合物である。本発明において、ペプチドとペプチドセグメントは同等の意味を有し、交換して使用することができる。 Peptides are compounds in which two or more amino acids are linked by peptide bonds. In the present invention, peptide and peptide segment have equivalent meaning and can be used interchangeably.
ポリペプチドは、10~50個のアミノ酸で構成されるペプチドである。 Polypeptides are peptides composed of 10-50 amino acids.
タンパク質は、50個以上のアミノ酸で構成されるペプチドである。融合タンパク質もタンパク質である。 Proteins are peptides composed of 50 or more amino acids. Fusion proteins are also proteins.
ポリペプチドの誘導体、タンパク質の誘導体:本発明に係るいずれかのポリペプチド又はタンパク質は、特別な説明がない限り(例えば具体的な配列を指定する)、その誘導体も含むと理解すべきである。前記ポリペプチドの誘導体、タンパク質の誘導体は、少なくともC端含有タグ、N端含有タグ、C端及びN端含有タグを含む。ここで、C端はCOOH端を指し、N端はNH2端を指し、当業者はその意味を理解する。前記タグはポリペプチドタグであってもよく、タンパク質タグであってもよい。いくつかのタグの例として、ヒスチジンタグ(一般的に少なくとも5個のヒスチジン残基を含み、例えば6×His、HHHHHH、また例えば、8×Hisタグである)、Glu-Glu、c-mycエピトープ(EQKLISEEDL、SEQ ID No:25)、FLAG[登録商標]タグ(DYKDDDDK、SEQ ID No:19)、プロテインC(EDQVDPRLIDGK、SEQ ID No:26)、Tag-100(EETARFQPGYRS、SEQ ID No:27)、V5エピトープラベル(V5 epitope、GKPIPNPLLGLDST、SEQ ID No:28)、VSV-G(YTDIEMNRLGK、SEQ ID No:29)、Xpress(DLYDDDDK、SEQ ID No:30)、ヘマグルチニン(hemagglutinin、YPYDVPDYA、SEQ ID No:24)、β-ガラクトシダーゼ(β-galactosidase)、チオレドキシン(thioredoxin)、ヒスチジン部位チオレドキシン(His-patch thioredoxin)、IgG結合ドメイン(IgG-binding domain)、インテイン-キチン結合ドメイン(intein-chitin binding domain)、T7遺伝子10(T7 gene 10)、グルタチオンS-トランスフェラーゼ(glutathione-S-transferase、GST)、緑色蛍光タンパク質(GFP)、マルトース結合タンパク質(maltose binding protein、MBP)などを含むがそれらに限定されない。
Derivatives of Polypeptides, Derivatives of Proteins: It is to be understood that any polypeptide or protein according to the invention also includes derivatives thereof, unless otherwise specified (eg, specifying a specific sequence). The polypeptide derivatives and protein derivatives include at least C-terminal containing tags, N-terminal containing tags, C-terminal and N-terminal containing tags. Here, the C-end refers to the COOH-end and the N-end refers to the NH2 -end, and those skilled in the art will understand the meaning. Said tag may be a polypeptide tag or a protein tag. Some examples of tags include histidine tags (generally containing at least 5 histidine residues, such as 6xHis, HHHHHH, and also, for example, 8xHis tags), Glu-Glu, c-myc epitopes. (EQKLISEEDL , SEQ ID No: 25 ), FLAG [registered trademark] tag (DYKDDDDK , SEQ ID No: 19 ), protein C (EDQVDPRLIDGK , SEQ ID No: 26 ), Tag-100 (EETARFQPGYRS , SEQ ID No: 27 ) , V5 epitope label (V5 epitope, GKPIPNPLLGLDST , SEQ ID No: 28 ), VSV-G (YTDIEMNRLGK , SEQ ID No: 29 ), Xpress (DLYDDDDK, SEQ ID No: 30 ), hemagglutinin, YPYDVQ : 24 ), β-galactosidase, thioredoxin, histidine site thioredoxin (His-patch thioredoxin), IgG-binding domain (IgG-binding domain), intein-chitin binding domain ,
タンパク質系物質とは、本発明において、広義にはポリペプチド又はタンパク質断片を含む物質である。例えば、ポリペプチド誘導体、タンパク質誘導体、糖タンパク質などもタンパク質系物質の範囲に含まれる。 A proteinaceous substance in the present invention is broadly defined as a substance containing a polypeptide or a protein fragment. For example, polypeptide derivatives, protein derivatives, glycoproteins, etc. are also included within the scope of proteinaceous substances.
抗体、抗原:本発明に係る抗体、抗原は、特に説明しない限り、そのドメイン、サブユニット、断片、一本鎖、一本鎖断片、変体を含むことを理解すべきである。例えば、「抗体」に関して、特に説明しない限り、その断片、重鎖、軽鎖が欠失した重鎖(例えばナノ抗体)、相補決定領域(CDR)などを含む。例えば、「抗原」に関して、特に説明しない限り、さらにエピトープ(epitope)、エピトープペプチドを含む。 Antibodies, Antigens: Antibodies and antigens of the present invention should be understood to include domains, subunits, fragments, single chains, single chain fragments and variants thereof, unless otherwise specified. For example, reference to an "antibody" includes fragments thereof, heavy chains, heavy chains lacking light chains (eg, nanobodies), complementarity determining regions (CDRs), etc., unless otherwise specified. For example, "antigen" further includes epitopes and epitope peptides, unless otherwise specified.
抗体系物質とは、本発明において、抗体-抗原特異的結合作用を発生できるものであれば、抗体、抗体の断片、抗体の一本鎖、一本鎖の断片、抗体融合タンパク質、抗体断片の融合タンパク質など、及びその誘導体と変体を含むがこれらに限定されない。 In the present invention, antibody-based substances refer to antibodies, antibody fragments, antibody single chains, single chain fragments, antibody fusion proteins, antibody fragments, as long as they can generate an antibody-antigen specific binding action. including, but not limited to, fusion proteins and the like, and derivatives and variants thereof.
抗原系物質とは、本発明においては、当業者に知られている抗原、及び抗原機能を発揮し、抗体系物質に特異的に結合する物質を含むがこれらに限定されない。 In the present invention, antigen-based substances include, but are not limited to, antigens known to those skilled in the art, and substances that exert antigenic functions and specifically bind to antibody-based substances.
抗タンパク質抗体:あるタンパク質と特異的に結合できる抗体を指す。 Anti-protein antibody: refers to an antibody that can specifically bind to a protein.
抗蛍光タンパク質のナノ抗体:ある蛍光タンパク質と特異的に結合できるナノ抗体を指す。 Anti-fluorescent protein nanobody: Refers to a nanobody that can specifically bind to a fluorescent protein.
相同性(homology)は、特に説明しない限り、少なくとも50%の相同性を有するものを指し、好ましくは少なくとも60%の相同性、より好ましくは少なくとも70%の相同性、より好ましくは少なくとも75%の相同性、より好ましくは少なくとも80%の相同性、より好ましくは少なくとも85%の相同性、より好ましくは少なくとも90%の相同性であり、また例えば、少なくとも91%、少なくとも92%、少なくとも93%、少なくとも94%、少なくとも95%、少なくとも96%、少なくとも97%、少なくとも98%、少なくとも99%の相同性である。説明対象として、例えば、本発明の説明書に言及したΩ配列の相同配列が挙げられる。ここの相同性は配列上の類似性を意味し、数値上は類似性(identity)と等価であってもよい。 Homology, unless otherwise stated, refers to having at least 50% homology, preferably at least 60% homology, more preferably at least 70% homology, more preferably at least 75% homology. homologous, more preferably at least 80% homologous, more preferably at least 85% homologous, more preferably at least 90% homologous, and also for example at least 91%, at least 92%, at least 93%, At least 94%, at least 95%, at least 96%, at least 97%, at least 98%, at least 99% homology. References include, for example, homologous sequences of the Ω sequences referred to in the description of the present invention. Homology here means sequence similarity, and may be numerically equivalent to identity.
ホモログとは、相同性配列を有する物質を指し、相同体とも呼ばれる。 A homologue refers to a substance with a homologous sequence, also called a homologue.
「変体」、variantは、異なる構造(微小変異を行うことを含むがこれに限定されるものではない)を有するが、本来の機能又は性能を保持又は基本的に保持できる物質を指す。前記変体は、核酸変体、ポリペプチド変体、タンパク質変体を含むがこれらに限定されない。関連する変体を取得する方式は、構造ユニットの組換え、削除又は欠失、挿入、シフト、置換などを含むがこれらに限定されない。前記変体は、修飾された生成物、遺伝子改造生成物、融合生成物などを含むがこれらに限定されない。遺伝子改造生成物を得るために、遺伝子改造を行う方式は、遺伝子組換え(遺伝子組換え生成物に対応)、遺伝子削除又は欠失、挿入、シフト、塩基置換などを含むがそれらに限定されない。遺伝子変異生成物は、遺伝子変異体とも呼ばれ、遺伝子改造生成物の一種類に属する。前記変体の好ましい一形態は、ホモログである。 A "variant", variant, refers to a substance that has a different structure (including but not limited to making minor mutations) but retains or can essentially retain its original function or performance. Said variants include, but are not limited to, nucleic acid variants, polypeptide variants, protein variants. The manner in which related variants are obtained includes, but is not limited to, recombinations, deletions or deletions, insertions, shifts, substitutions, etc. of structural units. Said variants include, but are not limited to, modified products, genetically modified products, fusion products, and the like. Methods of genetic modification to obtain genetically modified products include, but are not limited to, genetic recombination (corresponding to genetically modified products), gene deletions or deletions, insertions, shifts, base substitutions, and the like. Gene mutation products, also called genetic variants, belong to one type of genetic modification products. One preferred form of said variant is a homologue.
修飾された生成物:化学修飾生成物、アミノ酸修飾物、ポリペプチド修飾物、タンパク質修飾物などを含むがそれらに限定されない。前記化学修飾生成物は有機化学、無機化学、高分子化学などの化学合成方法を用いて改造された生成物である。修飾方法としては、イオン化、塩化、脱塩化、錯化、解錯化、キレート化、解キレート化、付加反応、置換反応、除去反応、挿入反応、酸化反応、還元反応、翻訳後修飾などの修飾方法が挙げられ、具体的には、酸化、還元化、メチル化、脱メチル化、アミノ化、カルボキシル化、硫化などの修飾方法が挙げられる。 Modified Products: Including but not limited to chemical modification products, amino acid modifications, polypeptide modifications, protein modifications and the like. The chemically modified products are products modified using chemical synthesis methods such as organic chemistry, inorganic chemistry, and polymer chemistry. Modification methods include ionization, salification, desalination, complexation, decomplexation, chelation, dechelation, addition reaction, substitution reaction, removal reaction, insertion reaction, oxidation reaction, reduction reaction, and post-translational modification. Specific examples include modification methods such as oxidation, reduction, methylation, demethylation, amination, carboxylation, and sulfurization.
「変異体」、mutantは、本発明において特に説明しない限り、本来の機能又は性能を保持又は基本的に保持できる変異生成物を指し、変異部位の数に特に制限はない。前記変異体は遺伝子変異体、ポリペプチドの変異体、タンパク質の変異体を含むがこれらに限定されない。変異体は、変体の一種である。関連する変異体を取得する方式は、構造ユニットの組換え、削除又は欠失、挿入、シフト、置換などを含むがこれらに限定されない。遺伝子の構造単位は塩基であり、ポリペプチド及びタンパク質の構造単位はアミノ酸である。遺伝子変異のタイプは、遺伝子削除又は欠失、挿入、シフトコード、塩基置換などを含むがこれらに限定されない。 Unless otherwise specified in the present invention, a "mutant" refers to a mutation product that retains or can essentially retain its original function or performance, and the number of mutation sites is not particularly limited. Said variants include, but are not limited to, genetic variants, polypeptide variants, protein variants. A mutant is a type of variant. The manner in which related variants are obtained includes, but is not limited to, recombination, deletion or deletion, insertion, shift, substitution, etc. of structural units. The structural unit of genes is the base, and that of polypeptides and proteins is the amino acid. Types of genetic mutations include, but are not limited to, gene deletions or deletions, insertions, shift coding, base substitutions, and the like.
「変性」生成物は、本発明の誘導体、修飾された生成物、遺伝子改造生成物、融合生成物などを含むがこれらに限定されず、本来の機能又は性能を保持することができ、またその機能又は性能を最適化、変更することができる。 "Modified" products include, but are not limited to, derivatives, modified products, genetically modified products, fusion products, etc. of the present invention, which can retain their original function or performance, and which Functionality or performance may be optimized or changed.
溶出液(標的タンパク質を例とする):標的タンパク質を溶出するものであり、溶出した後、標的タンパク質は溶出液に存在する。 Eluate (eg target protein): to elute the target protein, after elution the target protein is present in the eluate.
洗浄液(標的タンパク質を例とする):不純物タンパク質を溶出するものであり、溶出した後、不純物タンパク質は洗浄液によって運び去られる。 Wash solution (eg target protein): to elute the impurity protein, which after elution is carried away by the wash solution.
結合力:結合能力であり、例えば磁性マイクロスフェアとあるタンパク質の結合能力である。 Avidity: Binding capacity, eg, binding capacity of a magnetic microsphere to a protein.
親和性作用力:濃度勾配の異なる基質溶液を用い、磁性マイクロスフェアが50%の基質のみを結合する場合の基質濃度である。 Affinity potency: Substrate concentration when magnetic microspheres bind only 50% of the substrate using substrate solutions with different concentration gradients.
IVTT:In vitro transcription and translation、生体外転写と翻訳システムであり、即ち無細胞タンパク質合成系である。無細胞タンパク質合成系は、外来の標的mRNA又はDNAをタンパク質合成テンプレートとし、人工制御によってタンパク質合成に必要な基質及び転写、翻訳関連タンパク質因子などの物質を追加し、標的タンパク質の合成を実現することができる。本発明の無細胞タンパク質合成系は特に制限されず、酵母細胞抽出物、大腸菌細胞抽出物、哺乳動物細胞抽出物、植物細胞抽出物、昆虫細胞抽出物に基づく無細胞タンパク質合成系のいずれか又は任意の組み合わせであってもよい。 IVTT: In vitro transcription and translation, an in vitro transcription and translation system, ie a cell-free protein synthesis system. A cell-free protein synthesis system uses an exogenous target mRNA or DNA as a template for protein synthesis, and adds substances such as substrates and transcription- and translation-related protein factors required for protein synthesis through artificial control to achieve target protein synthesis. can be done. The cell-free protein synthesis system of the present invention is not particularly limited, and any cell-free protein synthesis system based on yeast cell extract, E. coli cell extract, mammalian cell extract, plant cell extract, insect cell extract, or Any combination may be used.
本発明において、「翻訳関連酵素」、translation-related enzymes(TRENs)とは、核酸テンプレートからタンパク質生成物の合成過程に必要な酵素物質を意味し、翻訳過程に必要な酵素に限定されるものではない。核酸テンプレート:遺伝テンプレートとも呼ばれ、タンパク質合成テンプレートとする核酸配列を指し、DNAテンプレート、mRNAテンプレート及びそれらの組み合わせを含む。 In the present invention, "translation-related enzymes", translation-related enzymes (TRENs), means enzymatic substances necessary for the process of synthesizing a protein product from a nucleic acid template, and is not limited to enzymes necessary for the translation process. do not have. Nucleic acid template: Also called genetic template, refers to a nucleic acid sequence that serves as a template for protein synthesis, including DNA templates, mRNA templates and combinations thereof.
フロースルー:磁気ビーズと標的タンパク質を含む系とをインキュベートした後に収集された清液であり、そのうち磁気ビーズに捕捉されない残りの標的タンパク質を含む。例えば、実施例2では、アビジン-アフィニティタンパク質の複合体を含む溶液を、アフィニティカラムに加え、カラムを通過した後に出た溶液であり、例えばフロースルー1、フロースルー2及びフロースルー3は、それぞれ1回目に流出した溶液、2回目に流出した溶液及び3回目に流出した溶液を示す。 Flow-through: Clear fluid collected after incubating a system containing magnetic beads and target proteins, of which it contains residual target proteins not captured by the magnetic beads. For example, in Example 2, a solution containing a complex of an avidin-affinity protein is added to an affinity column, and is the solution that exits after passing through the column. The 1st, 2nd and 3rd run out solutions are shown.
RFUは、相対蛍光単位値(Relative Fluorescence Unit)である。 RFU is Relative Fluorescence Units.
eGFP:増強型緑色蛍光タンパク質(enhanced green fluorescence protein)である。本発明において、前記eGFPは広く野生型及びその変体を含み、野生型及びその変異体を含むがそれらに限定されない。 eGFP: enhanced green fluorescence protein. In the present invention, the eGFP broadly includes wild type and variants thereof, including but not limited to wild type and variants thereof.
mEGFP:eGFPのA206K変異体である。 mEGFP: A206K variant of eGFP.
「任意に」は、本発明の技術的解決手段を実現できることを選択基準として、あってもなくてもよいことを示す。本発明において、「任意の方式」とは、本発明の技術思想を適用すれば、本発明を実施することができることを示す。 "Optionally" indicates that the technical solution of the present invention can be implemented as a selection criterion, and may or may not be present. In the present invention, "arbitrary method" indicates that the present invention can be implemented by applying the technical idea of the present invention.
本発明において、「好ましい(例えば、prefer、preferable、preferably、preferredなど)」、「好ましくは」、「より好ましい」、「さらに好ましい」、「最も好ましい」などの好ましい実施形態は、発明の範囲や保護範囲を何ら限定するものではなく、本発明の範囲や実施形態を限定するものではなく、いくつかの実施形態を例示したに過ぎない。 In the present invention, preferred embodiments such as "preferred (for example, prefer, preferred, preferred, preferred, etc.)", "preferably", "more preferred", "further preferred", and "most preferred" refer to the scope of the invention and It does not limit the scope of protection in any way, and does not limit the scope or embodiments of the present invention, but merely exemplifies some embodiments.
本発明の説明において、「好ましい一つ」、「好ましい一形態」、「好ましい一実施形態」、「好ましい一例」、「好ましい例」、「好ましい一実施方式では」、「いくつかの好ましい例では」、「いくつかの好ましい形態では」、「~が好ましい」、「好ましい」、「好ましくは」、「より好ましい」、「より好ましく」、「さらに好ましい」、「最も好ましい」などの好ましい形態、及び「一実施形態」、「一形態」、「例示」、「具体例」、「例が挙げられる」、「例として」、「例えば」、「例」、「など」などの模式的な列挙方式は、同様に発明の範囲及び保護範囲に対するいかなる意味での制限を構成せず、且つ各形態に説明された具体的な特徴は本発明の少なくとも一つの具体的な実施形態に含まれる。本発明において、各形態で説明された具体的な特徴はいずれかの一つ又は複数の具体的な実施形態において適切な形態で結合することができる。本発明において、各好ましい形態に対応する技術的特徴又は技術的解決手段は任意の適切な形態で結合することができる。 In the description of the present invention, "preferred one", "preferred form", "preferred embodiment", "preferred example", "preferred example", "in a preferred mode of implementation", "in some preferred examples ", "in some preferred forms", "preferred", "preferred", "preferred", "more preferred", "more preferred", "further preferred", "most preferred", etc. and schematic recitations such as "one embodiment", "one form", "illustration", "example", "example", "example", "for example", "example", "such as" The scheme likewise does not in any way constitute a limitation on the scope and protection of the invention, and the specific features described in each form are included in at least one specific embodiment of the invention. In the present invention, the specific features described in each form can be combined in any suitable form in any one or more specific embodiments. In the present invention, the technical features or technical solutions corresponding to each preferred form can be combined in any suitable form.
本発明において、「それらの任意の組み合わせ」とは、数的には「1より大きい」、範囲的には「いずれか1つを選択してもよいし、又は少なくとも2つからなるグループを選択してもよい」。 In the present invention, "any combination thereof" means numerically "greater than 1", range-wise "any one may be selected, or a group consisting of at least two You may."
本発明において、「一つ又は複数」、「一種又は複種」など「1又は複数」の説明は、「少なくとも一つ」、「少なくとも一種」、「それらの組み合わせ」、「又はその組み合わせ」、「及びその組み合わせ」、「又はその任意の組み合わせ」、「及びその任意の組み合わせ」などと同じ意味を有し、交換して使用することができ、数量が「1」又は「1以上」に等しいことを示す。 In the present invention, the description of "one or more" such as "one or more", "one or more" means "at least one", "at least one", "a combination thereof", "or a combination thereof", " and any combination thereof", "or any combination thereof", "and any combination thereof", etc., have the same meaning and can be used interchangeably, and that the quantity is equal to "one" or "one or more" indicates
本発明において、「又は/及び」を採用し、「及び/又は」は「任意に一つ又はその組み合わせ」ことを表し、その少なくとも一つを示す。 In the present invention, "or/and" is employed, and "and/or" represents "arbitrarily one or a combination thereof" and indicates at least one of them.
本発明に記載の「通常」、「常規」、「一般」、「常に」、「往往」などの方式で説明された従来の技術的手段は、いずれも本発明の内容の参考として引用され、特に説明しない限り、本発明の一部の技術的特徴の好ましい一形態と見なすことができ、且つ注意すべきことは、発明の範囲及び保護範囲に対するいかなる意味での制限を構成しないことである。 The conventional technical means described in the manner of "usually", "usually", "general", "always", "usually", etc. described in the present invention are all cited as reference for the content of the present invention, Unless otherwise stated, it can be regarded as a preferred form of some technical features of the present invention, and it should be noted that it does not constitute any limitation on the scope and protection scope of the invention in any way.
本発明に言及された全ての文献及びそれらの文献から直接又は間接的に引用された文献は、いずれも本出願において参考として引用され、各文献が単独で参考として引用されるようである。 All documents mentioned in the present invention and documents directly or indirectly cited from those documents are incorporated by reference in this application, and each document appears to be individually cited by reference.
理解すべきものとして、本発明の範囲内において、本発明の上記各技術的特徴と以下(実施例に限定されるものを含むがそれらに限定されない)に具体的に説明される各技術的特徴との間はいずれも互いに組み合わせることができ、それにより新たな又は好ましい技術的解決手段を構成し、本発明を実施することができるだけである。紙面の都合上、そのすべてを繰り返すことはしない。 It should be understood that within the scope of the present invention, each of the above technical features of the present invention and each of the technical features specifically described below (including but not limited to the examples) can only be combined with each other to form new or preferred technical solutions and implement the present invention. Due to space limitations, I will not repeat all of them.
1.本発明の第1の態様は、生体磁性マイクロスフェアを提供し、前記生体磁性マイクロスフェアは、磁性マイクロスフェア本体を含み、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを少なくとも1種有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、ビオチン又はビオチン類似体が連結されている。 1. A first aspect of the present invention provides biomagnetic microspheres, said biomagnetic microspheres comprising a magnetic microsphere body, the outer surface of said magnetic microsphere body having a linear backbone and branched chains. one end of the linear main chain is fixed to the outer surface of the magnetic microsphere body, the other end of the polymer is free from the outer surface of the magnetic microsphere body, and the polymer of the magnetic microsphere is ligated to the branched end of biotin or a biotin analogue.
本発明の第1の態様の生体磁性マイクロスフェアは、ビオチン磁性マイクロスフェア又はビオチン磁気ビーズとも呼ばれる。 The biomagnetic microspheres of the first aspect of the invention are also called biotin magnetic microspheres or biotin magnetic beads.
前記生体磁性マイクロスフェアの典型的な構造を図1に示す。 A typical structure of the biomagnetic microspheres is shown in FIG.
前記ビオチン又はビオチン類似体は、精製媒体とすることができるだけでなく、連結要素としてさらに他のタイプの精製媒体と連結することもできる。 Said biotin or biotin analogue can not only serve as a purification medium, but can also be linked as a linking element to still other types of purification media.
現在一般的に使用されるゲル系多孔質材料、例えばアガロース系に比べて、大部分の市販マイクロスフェアはアガロース系材料を採用する。多孔質材料は豊富な細孔構造を有し、それにより大きな比表面積を提供し、精製基質に高い結合量を提供するが、それに応じて、タンパク質を吸着又は溶出する時に、タンパク質分子が多孔質材料内部の複雑な細孔通路に追加的に進入又は脱出する必要があり、より多くの時間がかかり、また滞留しやすい。それに比べて、本発明の提供する標的タンパク質捕捉用の結合部位は生体磁性マイクロスフェアの外表面空間のみを利用し、且つ吸着及び溶出を行う時、複雑な網状通路を経る必要がなく、溶出液に直接放出することができ、それにより溶出時間を大幅に低減させ、溶出効率を向上させ、滞留割合を低減させ、精製収率を向上させる。 Most commercial microspheres employ agarose-based materials, as compared to gel-based porous materials commonly used today, such as agarose-based materials. Porous materials have a rich pore structure, which provides a large specific surface area and high binding capacity for purification matrices, but correspondingly, protein molecules are porous when adsorbing or eluting proteins. Requires additional entry or exit through complex pore passages inside the material, which is more time consuming and prone to retention. In contrast, the binding site for target protein capture provided by the present invention utilizes only the outer surface space of the biomagnetic microspheres, and does not need to pass through complicated network passages during adsorption and elution, and the elution solution can be released directly into the water, thereby greatly reducing the elution time, improving the elution efficiency, reducing the retention rate and improving the purification yield.
1.1.磁性マイクロスフェア本体
本発明において、前記磁性マイクロスフェア本体の体積は任意の実行可能な粒径サイズであってもよい。
1.1. Magnetic Microsphere Bodies In the present invention, the volume of the magnetic microsphere bodies can be of any viable particle size.
比較的小さい粒子サイズは、磁性マイクロスフェアが混合系において懸濁することを実現することに役立ち、タンパク質生成物とより十分に接触し、タンパク質生成物の捕捉効率及び結合率を向上させる。いくつかの好ましい態様では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径サイズは、0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm、0.35μm、0.4μm、0.45μm、0.5μm、0.55μm、0.6μm、0.65μm、0.7μm、0.75μm、0.8μm、0.85μm、0.9μm、0.95μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μmから選択されるいずれの一つの粒子径スケール又はいずれのの2つの粒子径スケール(偏差は±25%、±20%、±15%、±10%であってもよい)の間の範囲である。特に説明がない限り、前記直径サイズとは平均サイズを指す。 A relatively small particle size helps ensure that the magnetic microspheres are suspended in a mixed system and have more intimate contact with the protein product, improving the capture efficiency and binding rate of the protein product. In some preferred embodiments, the diameter size of the magnetic microsphere body is 0.1 μm, 0.15 μm, 0.2 μm, 0.25 μm, 0.3 μm, 0.35 μm, 0.4 μm, 0.45 μm, 0 .5 μm, 0.55 μm, 0.6 μm, 0.65 μm, 0.7 μm, 0.75 μm, 0.8 μm, 0.85 μm, 0.9 μm, 0.95 μm, 1 μm, 1.5 μm, 2 μm, 2.5 μm , 3 μm, 3.5 μm, 4 μm, 4.5 μm, 5 μm, 5.5 μm, 6 μm, 6.5 μm, 7 μm, 7.5 μm, 8 μm, 8.5 μm, 9 μm, 9.5 μm, 10 μm, 15 μm, 20 μm, 25 μm , 30 μm, 35 μm, 40 μm, 45 μm, 50 μm, 55 μm, 60 μm, 65 μm, 70 μm, 75 μm, 80 μm, 85 μm, 90 μm, 95 μm, 100 μm, 150 μm, 200 μm, 250 μm, 300 μm, 350 μm, 400 μm, 450 μm, 500 μm, 500 μm, 500 μm , 650 μm, 700 μm, 750 μm, 800 μm, 850 μm, 900 μm, 950 μm, 1000 μm, any one particle size scale or any two particle size scales (with deviations of ±25%, ±20%, ±15% , may be ±10%). Unless otherwise stated, the diameter size refers to the average size.
前記磁性マイクロスフェア本体の体積は任意の実行可能な粒径サイズであってもよい。 The volume of the magnetic microsphere body can be of any viable particle size.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.1~10μmから選択される。 In some preferred forms, the diameter of said magnetic microsphere body is selected from 0.1-10 μm.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.2~6μmから選択される。 In some preferred forms, the diameter of said magnetic microsphere body is selected from 0.2-6 μm.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.4~5μmから選択される。 In some preferred forms, the diameter of said magnetic microsphere body is selected from 0.4-5 μm.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.5~3μmから選択される。 In some preferred forms, the diameter of said magnetic microsphere body is selected from 0.5-3 μm.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.2~1μmから選択される。 In some preferred forms, the diameter of said magnetic microsphere body is selected from 0.2-1 μm.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.5~1μmから選択される。 In some preferred forms, the diameter of said magnetic microsphere body is selected from 0.5-1 μm.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の平均直径は、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、950nm、1000nmから選択され、前記近似数は±25%、±20%、±15%、±10%であってもよい。 In some preferred forms, said magnetic microsphere bodies have an average diameter of and the approximate number may be ±25%, ±20%, ±15%, ±10%.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は1μm~1mmから選択される。 In some preferred forms, the diameter of said magnetic microsphere body is selected from 1 μm to 1 mm.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は、例えば1μm、10μm、100μm、200μm、500μm、800μm、1000μmであり、偏差範囲は±25%、±20%、±15%、±10%である。 In some preferred forms, the diameter of the magnetic microsphere body is e.g. %.
異なる磁性材料は異なるタイプの活性化部位を提供することができ、精製媒体と結合する方式の違いを生成することができ、且つ磁石で分散及び沈降する能力も異なり、また精製基質タイプに対して選択性を生成することができる。 Different magnetic materials can provide different types of activation sites, can produce different modes of binding with the purification medium, and have different abilities to disperse and sediment with a magnet, and can also vary with the purification substrate type. Selectivity can be generated.
磁性マイクロスフェア本体、及び磁性マイクロスフェア本体を含む磁性マイクロスフェアは、印加磁場の作用で迅速に位置決め、ガイド及び分離することができる一方、表面変性又は化学重合などの方法によって磁性マイクロスフェア表面に複数の活性機能基、例えば水酸基、カルボキシル基、アルデヒド基、アミノ基などを付与することができ、また、磁性マイクロスフェアは共有結合又は非共有結合の方式によって抗体、DNAなどの生物活性物質を結合することができる。 Magnetic microsphere bodies, and magnetic microspheres comprising magnetic microsphere bodies, can be rapidly positioned, guided, and separated under the action of an applied magnetic field, while multiple magnetic microsphere surfaces are formed on the magnetic microsphere surfaces by methods such as surface modification or chemical polymerization. can be provided with active functional groups such as hydroxyl, carboxyl, aldehyde, and amino groups, and the magnetic microspheres can bind biologically active substances such as antibodies and DNA by covalent or non-covalent methods. be able to.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体は、SiO2で被覆された磁性材料である。ここで、SiO2被覆層は自身に活性部位を持つシランカップリング剤を含んでもよい。 In some preferred forms, the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO2 . Here, the SiO2 coating layer may contain a silane coupling agent having an active site on itself.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性材料は、鉄化合物(例えば鉄酸化物)、鉄合金、コバルト化合物、コバルト合金、ニッケル化合物、ニッケル合金、マンガン酸化物、マンガン合金、亜鉛酸化物、ガドリニウム酸化物、クロム酸化物、及びそれらの組み合わせから選択される。 In some preferred forms, the magnetic material is an iron compound (e.g., iron oxide), iron alloy, cobalt compound, cobalt alloy, nickel compound, nickel alloy, manganese oxide, manganese alloy, zinc oxide, gadolinium oxide. , chromium oxide, and combinations thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記鉄酸化物は、例えばマグネタイト(Fe3O4)、マグヘマイト(γ-Fe2O3)又は前記2種類の酸化物の組み合わせであり、好ましくは四酸化三鉄である。 In some preferred forms, the iron oxide is, for example, magnetite (Fe 3 O 4 ), maghemite (γ-Fe 2 O 3 ) or a combination of the two oxides, preferably triiron tetroxide. be.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性材料は、Fe3O4、γ-Fe2O3、窒化鉄、Mn3O4、AlNi(Co)、FeCrMo、FeAlC、AlNiCo、FeCrCo、ReCo、ReFe、PtCo、MnAlC、CuNiFe、AlMnAg、MnBi、FeNi(Mo)、FeSi、FeAl、FeNi(Mo)、FeSiAl、BaO・6Fe2O3、SrO・6Fe2O3、PbO・6Fe2O3、GdO及びそれらの組み合わせから選択される。ここで、前記Reは希土類元素であるレニウムである。 In some preferred forms, the magnetic material is Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 , iron nitride, Mn 3 O 4 , AlNi(Co), FeCrMo, FeAlC, AlNiCo, FeCrCo, ReCo, ReFe, PtCo , MnAlC, CuNiFe, AlMnAg, MnBi, FeNi(Mo), FeSi, FeAl, FeNi(Mo), FeSiAl , BaO.6Fe2O3 , SrO.6Fe2O3 , PbO.6Fe2O3 , GdO and their Selected from a combination. Here, Re is rhenium, which is a rare earth element.
1.2.大量の分岐鎖末端を提供するポリマー構造
前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを少なくとも1種有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離する。
1.2. A polymeric structure that provides a large amount of branched chain ends The outer surface of the magnetic microsphere body has at least one polymer with a linear backbone and branched chains, and one end of the linear backbone is the magnetic microsphere body The other end of the polymer is free from the outer surface of the magnetic microsphere body.
前記「~に固定する」とは、共有結合の方式で磁性マイクロスフェア本体の外表面「に固定される」ことを指す。 The term "fixed to" refers to being "fixed to" the outer surface of the magnetic microsphere body in a covalent manner.
いくつかの好ましい形態では、前記ポリマーは、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面に直接的に、又は連結要素を介して間接的に共有結合されている。 In some preferred forms, the polymer is covalently attached to the outer surface of the magnetic microsphere body either directly or indirectly via a linking element.
前記ポリマーは線状主鎖を有し、この場合、ポリマーは線状主鎖の高い柔軟性を有するだけでなく、また分岐鎖数の高倍率増幅利点を有し、高レートやハイスループットの結合、高効率、高比率(高収率)の分離をよりよく実現することができる。 Said polymer has a linear backbone, in which case the polymer not only has the high flexibility of the linear backbone, but also has the advantage of high-fold amplification of the number of branched chains, enabling high-rate and high-throughput binding. , high-efficiency, high-ratio (high-yield) separations can be better achieved.
本発明の磁性マイクロスフェアについて、ポリマーの一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に共有結合され、全ての分岐鎖と全ての官能基を含む残りの端がいずれも溶液に溶解され、磁性マイクロスフェア本体の外部空間に分布され、分子鎖が十分に伸びて揺動することができ、分子鎖が溶液中の他の分子と十分に接触することができ、さらに標的タンパク質の捕捉を強化することができる。標的タンパク質を磁性マイクロスフェアから溶出する時、標的タンパク質を磁性マイクロスフェアの拘束から直接脱出させ、溶出液に直接入れる。磁性マイクロスフェア本体の外表面に物理的に巻き付けられ又は磁性マイクロスフェア本体と一体に形成されたポリマーに比べて、このような線状主鎖によって一端が共有結合で固定されたポリマー(いくつかの好ましい形態において単一の一本のポリマー線状主鎖を共有結合で固定し、他のいくつかの好ましい形態において主鎖固定端から2又は3本の線状主鎖が共有結合的に引き出される)は分子鎖のスタッキングを効果的に低減することができ、分子鎖が溶液における伸展及び揺動を強化し、標的タンパク質に対する捕捉を強化し、溶出時の標的タンパク質の滞留割合及び滞留時間を低減する。 For the magnetic microspheres of the present invention, one end of the polymer is covalently attached to the outer surface of the magnetic microsphere body, and the remaining ends containing all branched chains and all functional groups are both dissolved in a solution, and the magnetic microsphere body is The molecular chains can be sufficiently stretched and oscillated, and the molecular chains can be sufficiently contacted with other molecules in the solution, further enhancing the capture of the target protein. . When the target protein is eluted from the magnetic microspheres, it directly escapes from the confinement of the magnetic microspheres and enters directly into the eluate. Polymers covalently anchored at one end by such linear backbones (some In preferred embodiments, a single single polymer linear backbone is covalently anchored, and in some other preferred embodiments, two or three linear backbones are covalently drawn from the anchored ends of the backbone. ) can effectively reduce the stacking of molecular chains, enhance the extension and rocking of molecular chains in solution, enhance the capture of target proteins, and reduce the retention rate and retention time of target proteins during elution. do.
1.2.1.本発明により提供される生体磁性マイクロスフェアのポリマーの主鎖
いくつかの好ましい形態では、前記線状主鎖は、ポリオレフィン主鎖、又はアクリル系ポリマー主鎖である。
1.2.1. Polymer Backbone of Biomagnetic Microspheres Provided by the Present Invention In some preferred forms, the linear backbone is a polyolefin backbone or an acrylic polymer backbone.
他のいくつかの好ましい形態では、前記ポリマーの線状主鎖は、アクリル系ポリマー主鎖である。ポリオレフィン主鎖(線状主鎖は炭素原子のみ)であってもよいし、線状主鎖にヘテロ原子を含んでいてもよい(ヘテロ原子は非炭素原子)。 In some other preferred forms, the linear backbone of the polymer is an acrylic polymer backbone. It may be a polyolefin backbone (the linear backbone is only carbon atoms) or it may contain heteroatoms in the linear backbone (the heteroatoms are non-carbon atoms).
いくつかの好ましい形態では、前記ポリマーの主鎖はポリオレフィン主鎖である。前記アクリル系ポリマーのモノマー単位が、アクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステルなどのアクリル系モノマー分子、又はそれらの組み合わせである。前記アクリル系ポリマーは、上記モノマーのいずれかを重合することにより得られてもよく、上記モノマーの適宜組み合わせを共重合することにより得られてもよい。 In some preferred forms, the polymer backbone is a polyolefin backbone. The monomer unit of the acrylic polymer is an acrylic monomer molecule such as acrylic acid, acrylate, acrylate, methacrylic acid, methacrylate, methacrylate, or a combination thereof. The acrylic polymer may be obtained by polymerizing any of the above monomers, or may be obtained by copolymerizing an appropriate combination of the above monomers.
いくつかの好ましい形態では、前記ポリマーの線状主鎖はポリオレフィン主鎖である。具体的には、例えば、ポリオレフィン主鎖は、アクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステル系モノマーのいずれか一つの重合物に提供された主鎖であり、又はそれらの組み合わせの重合生成物に提供された主鎖(その共重合物に提供された主鎖)であり、又は上記モノマーが重合に関与して形成される共重合物の主鎖である。上記モノマーを組み合わせた重合生成物としては、例えば、アクリル酸-アクリル酸エステル共重合体、メタクリル酸メチル-メタクリル酸ヒドロキシエチル共重合体(MMA-HEMA共重合体)、アクリル酸-アクリル酸ヒドロキシプロピル共重合体などが挙げられる。上記モノマーが重合に関与して形成される共重合体としては、例えば、無水マレイン酸-アクリル酸共重合体が挙げられる。 In some preferred forms, the linear backbone of the polymer is a polyolefin backbone. Specifically, for example, the polyolefin main chain is a main chain provided to a polymer of any one of acrylic acid, acrylate, acrylate, methacrylic acid, methacrylate, and methacrylate monomer. , or the backbone provided to the polymerization product of a combination thereof (the backbone provided to the copolymer thereof), or the backbone of the copolymer formed when the above monomers participate in the polymerization . Polymerization products obtained by combining the above monomers include, for example, acrylic acid-acrylic acid ester copolymer, methyl methacrylate-hydroxyethyl methacrylate copolymer (MMA-HEMA copolymer), acrylic acid-hydroxypropyl acrylate. A copolymer etc. are mentioned. Examples of copolymers formed through polymerization of the above monomers include maleic anhydride-acrylic acid copolymers.
いくつかの好ましい形態では、前記線状主鎖は、ポリオレフィン主鎖であり、且つアクリル系ポリマーの主鎖から提供される。 In some preferred forms, the linear backbone is a polyolefin backbone and is provided from an acrylic polymer backbone.
いくつかの好ましい形態では、前記線状主鎖は、アクリル系ポリマー主鎖である。 In some preferred forms, the linear backbone is an acrylic polymer backbone.
他のいくつかの好ましい形態では、前記ポリマーの主鎖は、アクリル系ポリマー主鎖である。ポリオレフィン主鎖(主鎖は炭素原子のみ)であってもよく、主鎖にヘテロ原子(ヘテロ原子:非炭素原子)を含んでもよい。 In some other preferred forms, the polymer backbone is an acrylic polymer backbone. It may be a polyolefin backbone (the backbone is only carbon atoms) and may contain heteroatoms (heteroatoms: non-carbon atoms) in the backbone.
他のいくつかの好ましい形態では、前記ポリマーの主鎖が、ポリオレフィンブロックを含むブロック共重合体主鎖、例えば、ポリエチレングリコール-b-ポリアクリル酸共重合体(アクリル系共重合体の範囲に属する)である。線状主鎖の柔軟な揺動を円滑に発揮し、分岐鎖堆積を招くことがなく、滞留時間又は/及び割合を増大させることがないことが好ましい。 In some other preferred forms, the polymer backbone is a block copolymer backbone comprising polyolefin blocks, such as polyethylene glycol-b-polyacrylic acid copolymer (which belongs to the range of acrylic copolymers). ). It is preferred that the flexible rocking of the linear backbone is smoothly exerted without causing branch chain build-up and increasing the residence time or/and rate.
他のいくつかの好ましい形態では、前記ポリマーの主鎖が重縮合型主鎖である。前記重縮合型主鎖とは、モノマー分子又はオリゴマー同士の重縮合反応により形成され得る線状主鎖を意味する。前記縮重合型主鎖は、ホモ型であってもよく、共重合型であってもよい。例えば、ポリペプチド鎖、ポリアミノ酸鎖などである。具体的には、例えば、ε-ポリリジン鎖、α-ポリリジン鎖、γ-ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸鎖など、アスパラギン酸/グルタミン酸共重合体などが挙げられる。 In some other preferred forms, the polymer backbone is a polycondensed backbone. The polycondensation type main chain means a linear main chain that can be formed by a polycondensation reaction between monomer molecules or oligomers. The polycondensation-type main chain may be homotype or copolymer type. For example, polypeptide chains, polyamino acid chains, and the like. Specific examples include ε-polylysine chains, α-polylysine chains, γ-polyglutamic acid chains, polyaspartic acid chains, and aspartic acid/glutamic acid copolymers.
磁性マイクロスフェア本体の外表面の一つの結合部位が共有結合できる線状主鎖の数は1つ又は複数であってもよい。 The number of linear backbones to which one binding site on the outer surface of the magnetic microsphere body can be covalently bound may be one or more.
いくつかの好ましい形態では、磁性マイクロスフェア本体の外表面の一つの結合部位は、1本の線状主鎖のみを引き出し、線状主鎖に大きな活動空間を提供することができる。 In some preferred forms, one binding site on the outer surface of the magnetic microsphere body can pull out only one linear backbone, providing a large working space for the linear backbone.
他のいくつかの好ましい形態では、磁性マイクロスフェア本体の外表面の一つの結合部位は、2本の線状主鎖のみを引き出し、できるだけ線状主鎖に大きな活動空間を提供する。 In some other preferred forms, one binding site on the outer surface of the magnetic microsphere body pulls out only two linear backbones, providing as much activity space for the linear backbones as possible.
ポリマーの主鎖は、一端が磁気ビーズの外表面(生体磁性マイクロスフェアの外表面)に共有結合され、全ての分岐鎖と全ての機能基を含む残りの端がいずれも溶液に溶解され、磁気ビーズの外部空間に分布され、分子鎖が十分に伸びて揺動することができ、それにより分子鎖が溶液中の他の分子と十分に接触することができ、さらに標的タンパク質に対する捕捉を強化することができる。標的タンパク質を磁気ビーズから溶出する時、標的タンパク質を磁気ビーズの拘束から直接解放させ、溶出液に直接入れる。磁気ビーズの外表面に物理的に巻き付けられ又は磁気ビーズと一体に形成されたポリマーに比べて、ここで提供された線状主鎖の一端によって共有結合的に固定されたポリマー(最も好ましくは単一の1本のポリマー線状主鎖が共有結合的に固定され、また好ましくは主鎖固定端に2又は3本の線状主鎖が共有結合的に引き出される)は分子鎖のスタッキングを効果的に低減することができ、分子鎖が溶液における伸展及び揺動を強化し、標的タンパク質に対する捕捉を強化し、溶出時の標的タンパク質の滞留割合及び滞留時間を低減する。 The backbone of the polymer is covalently attached at one end to the outer surface of the magnetic bead (the outer surface of the biomagnetic microsphere), and the remaining ends containing all branches and all functional groups are both dissolved in solution and magnetically Distributed in the outer space of the beads, the molecular chains can be sufficiently stretched and oscillated, which allows the molecular chains to make sufficient contact with other molecules in the solution, further enhancing the capture to the target protein. be able to. When the target protein is eluted from the magnetic beads, it is directly released from the confinement of the magnetic beads and directly into the eluate. Polymers covalently anchored by one end of the linear backbones provided herein (most preferably single A single polymer linear backbone is covalently anchored, and preferably two or three linear backbones are covalently drawn to the anchored end of the backbone) effect stacking of the molecular chains. can be reduced exponentially, enhancing the stretching and rocking of the molecular chains in solution, enhancing capture of the target protein, and reducing the retention rate and residence time of the target protein during elution.
1.2.2.本発明により提供される生体磁性マイクロスフェアのポリマー分岐鎖
前記分岐鎖の数は磁性マイクロスフェア本体の大きさ、ポリマーの骨格構造タイプ、ポリマーの磁性マイクロスフェア本体の外表面における鎖密度(特に分岐鎖密度)などの要因に関連する。
1.2.2. Polymer branched chains of the biomagnetic microspheres provided by the present invention The number of said branched chains is the size of the magnetic microsphere body, the backbone structure type of the polymer, the chain density on the outer surface of the magnetic microsphere body of the polymer (particularly the branched chains). density).
ポリマー分岐鎖の数は複数であり、少なくとも3つである。側分岐鎖の数は磁性マイクロスフェアの大きさ、ポリマー主鎖の長さ、ポリマー主鎖に沿う側分岐鎖の線密度に関連し、ポリマーが磁性マイクロスフェアの外表面における鎖密度などの要因に関連する。ポリマー分岐鎖の数は、原料の仕込み比を制御することにより制御することができる。 The number of polymer branches is multiple and at least three. The number of side branches is related to the size of the magnetic microsphere, the length of the polymer backbone, the linear density of the side branches along the polymer backbone, and the polymer to factors such as chain density at the outer surface of the magnetic microsphere. Related. The number of polymer branched chains can be controlled by controlling the charging ratio of raw materials.
前記分岐鎖型ポリマーは、少なくとも3つの分岐鎖を有する。 The branched polymer has at least three branches.
それぞれの分岐鎖末端は、それぞれ独立に精製媒体と結合しているか、結合していない。 Each branched chain end may or may not be independently bound to a purification medium.
分岐鎖末端に精製媒体が結合されている場合には、各分岐鎖末端がそれぞれ独立して精製媒体に直接に結合されていてもよいし、連結要素を介して間接的に結合されていてもよい。 When a purification medium is bound to the branched chain ends, each branched chain end may be independently bound directly to the purification medium, or may be indirectly bound via a linking element. good.
分岐鎖末端に精製媒体が結合される場合、精製媒体の数は1つまたは複数であってもよい。 When purification media are attached to the ends of branched chains, the number of purification media may be one or more.
いくつかの好ましい形態では、1分子の前記分岐鎖型ポリマーは少なくとも3つの精製媒体と結合する。 In some preferred forms, one molecule of said branched polymer is associated with at least three purification media.
1.3.ビオチン又はビオチン類似体の結合方式
前記ビオチン又はビオチン類似体が前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される方式は特に限定されない。
1.3. Binding Mode of Biotin or Biotin Analog The mode in which the biotin or biotin analogue is linked to the branched end of the polymer is not particularly limited.
前記ビオチン又はビオチン類似体が前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される方式は、共有結合、超分子相互作用、又はそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。 The manner in which the biotin or biotin analog is linked to the branched ends of the polymer includes, but is not limited to, covalent bonding, supramolecular interactions, or combinations thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記共有結合は、動的共有結合であり、さらに好ましくは、前記動的共有結合は、イミン結合、アシルヒドラゾン結合、ジスルフィド結合、又はそれらの組み合わせを含む。 In some preferred forms, said covalent bond is a dynamic covalent bond, more preferably said dynamic covalent bond comprises an imine bond, an acylhydrazone bond, a disulfide bond, or a combination thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記超分子相互作用は、配位結合、アフィニティ複合体相互作用、静電吸着、水素結合、π-πオーバーラップ作用、疎水性相互作用、及びそれらの組み合わせから選択される。 In some preferred forms, said supramolecular interactions are selected from coordinate bonds, affinity complex interactions, electrostatic adsorption, hydrogen bonding, pi-pi overlap interactions, hydrophobic interactions, and combinations thereof. be.
いくつかの好ましい形態では、前記ポリマーの分岐鎖は、官能基に基づく共有結合によってビオチン又はビオチン類似体に共有結合し、ビオチン又はビオチン類似体をポリマー分岐鎖末端に共有結合するものである。生体磁性マイクロスフェアの外表面におけるポリマー分子の分岐鎖に含まれる官能基とビオチン又はビオチン類似体との共有結合反応により得ることができる。ここで、前記官能基の好ましい実施形態の一つは特異的結合部位(定義は具体的な実施形態の「名詞と用語」の部分を参照)である。 In some preferred forms, the branched chains of the polymer are covalently attached to biotin or biotin analogues by functional group-based covalent bonds, covalently attaching biotin or biotin analogues to the ends of the polymer branches. It can be obtained by covalent reaction of biotin or biotin analogues with functional groups contained in branched chains of polymer molecules on the outer surface of biomagnetic microspheres. Here, one of the preferred embodiments of said functional group is a specific binding site (see "Nouns and Terms" section of specific embodiments for definition).
前記官能基に基づく共有結合とは、官能基が共有結合に関与することによって形成される共有結合を意味する。好ましくは、前記官能基は、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基の塩形態、アミノ基の塩形態、ギ酸エステル基、又は前記官能基の組み合わせである。前記カルボキシル基の塩形態の好ましい形態の一つは、ナトリウム塩形式であり、例えばCOONaであり、前記アミノ基の塩形態の好ましい形態は無機塩形態であってもよく、有機塩形態であってもよく、塩酸塩、フッ化水素酸塩などの形態を含むがこれらに限定されない。前記「官能基の組み合わせ」とは、一つの磁性マイクロスフェアの外表面の全てのポリマー分子の全ての分岐鎖を指し、異なる官能基に基づいて共有結合の形成に関与することができる。ビオチンを例とし、即ち一つのビオチン磁性マイクロスフェアの外表面の全てのビオチン分子はそれぞれ異なる官能基と共有結合することができるが、一つのビオチン分子は一つの官能基のみと結合することができる。 The covalent bond based on the functional group means a covalent bond formed by participating in the covalent bond of the functional group. Preferably, said functional group is a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, a mercapto group, a salt form of a carboxyl group, a salt form of an amino group, a formate group, or a combination of said functional groups. One of the preferred salt forms of the carboxyl group is a sodium salt form, such as COONa, and the preferred salt form of the amino group may be an inorganic salt form or an organic salt form. may also include, but are not limited to, hydrochloride, hydrofluoride, and like forms. The "combination of functional groups" refers to all branches of all polymer molecules on the outer surface of one magnetic microsphere, which can participate in the formation of covalent bonds based on different functional groups. Taking biotin as an example, all biotin molecules on the outer surface of one biotin magnetic microsphere can be covalently bound with different functional groups, but one biotin molecule can only be bound with one functional group. .
2.本発明の第2の態様は、本発明の第1の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、前記ビオチン又はビオチン類似体は連結要素としてさらに精製媒体に連結している生体磁性マイクロスフェアを提供する。即ち、前記ポリマーの分岐鎖末端は、連結要素を介して精製媒体に連結しており、前記連結要素は、ビオチン又はビオチン類似体を含む。 2. A second aspect of the present invention is based on said biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the present invention, wherein said biotin or biotin analogue is further linked to a purification medium as a linking element. provide a sphere. That is, the branched ends of the polymer are linked to the purification medium via a linking element, the linking element comprising biotin or a biotin analogue.
精製媒体(purification element)
精製媒体は、混合系から標的物質を特異的に捕捉する機能性要件であり、即ち前記精製媒体と分離精製される標的物質分子との間に特異的な結合を行うことができる。捕捉された標的物質分子は適切な条件で溶出して放出され、それにより分離精製の目的を実現する。
purification element
A purification medium is a functional requirement that specifically captures a target substance from a mixed system, ie, a specific binding can occur between the purification medium and target substance molecules to be separated and purified. The captured target substance molecules are eluted and released under appropriate conditions, thereby achieving the purpose of separation and purification.
前記精製媒体はタンパク質類物質を標的物質とする場合、標的タンパク質自体又は標的タンパク質に携帯される精製タグと、互いに特異的な結合作用を形成することができる。したがって、標的タンパク質精製タグに用いることができる物質は、いずれも精製媒体の選択可能な方式とすることができ、精製媒体として用いられるペプチド又はタンパク質は、標的タンパク質における精製タグの選択可能な方式とすることができる。 When the target substance is a protein substance, the purification medium can form a specific binding action with the target protein itself or with a purification tag carried by the target protein. Therefore, any substance that can be used for a target protein purification tag can be a selectable format for a purification medium, and a peptide or protein used as a purification medium can be a selectable format for a purification tag for a target protein. can do.
2.1.精製媒体のタイプ
前記精製媒体は、アビジン型タグ、ポリペプチド型タグ、タンパク質型タグ、抗体型タグ、抗原型タグ、又はそれらの組み合わせを含有してもよいが、これらに限定されない。
2.1. Types of Purification Media The purification media may contain, but are not limited to, avidin-type tags, polypeptide-type tags, protein-type tags, antibody-type tags, antigen-type tags, or combinations thereof.
好ましい一形態では、前記アビジン型タグは、アビジン、ビオチンと結合可能なアビジン類似体、ビオチン類似体と結合可能なアビジン類似体、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, the avidin-type tag is avidin, an avidin analogue capable of binding to biotin, an avidin analogue capable of binding to a biotin analogue, or a combination thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記精製媒体は、アビジン、ビオチン又はその類似体と結合可能なアビジン類似体、ビオチン、アビジン又はその類似体と結合可能なビオチン類似体、アフィニティタンパク質、抗体、抗原、DNA、又はそれらの組み合わせである。 In some preferred forms, the purification medium comprises avidin, an avidin analogue capable of binding to biotin or an analogue thereof, biotin, a biotin analogue capable of binding to avidin or an analogue thereof, an affinity protein, an antibody, an antigen, a DNA , or a combination thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端にはビオチンが連結されており、前記精製媒体はアビジンであり、且つ前記アビジンとの間でアフィニティ複合体の結合作用を形成する。 In some preferred forms, biotin is linked to the branched ends of the polymers of the biomagnetic microspheres, the purification medium is avidin, and an affinity complex is formed with the avidin. do.
いくつかの好ましい形態では、前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体のいずれか、又はそれらの組み合わせである。 In some preferred forms, the avidin is streptavidin, denatured streptavidin, streptavidin analogs, or a combination thereof.
前記アビジン類似体は、例えばtamavidin 1、tamavidin 2などである。Tamavidin1及びTamavidin2は、Yamamotoらが2009年に発見したビオチン結合能力を有するタンパク質であり(Takakura Y et al.Tamavidins:Novel avidin-like biotin-binding proteins from the Tamogitake mushroom[J].FEBS Journal,2009,276,1383-1397)、それらはストレプトアビジンと類似の強いビオチン親和性を有する。Tamavidin2の熱安定性はストレプトアビジンより優れ、そのアミノ酸配列は関連データベースから検索することができ、例えばUniProt B9A0T7であり、またコドン変換、最適化プログラムによって最適化してDNA配列を得ることもできる。
Said avidin analogues are, for example,
前記ビオチン類似体は、例えばWSHPQFEK配列(SEQ ID No:9)又はその変体配列、WRHPQFGG配列(SEQ ID No:7)又はその変体配列、などである。 Said biotin analogues are, for example, the WSHPQFEK sequence (SEQ ID No: 9) or its variant sequence, the WRHPQFGG sequence (SEQ ID No: 7) or its variant sequence, and the like.
いくつかの好ましい形態では、前記精製媒体は、ポリペプチドタグ、タンパク質タグ又はその組み合わせである。 In some preferred forms, the purification medium is a polypeptide tag, protein tag, or a combination thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記精製媒体はアフィニティタンパク質である。 In some preferred forms, the purification medium is an affinity protein.
前記アフィニティタンパク質の例として、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインLなどを含むがそれらに限定されない。 Examples of said affinity proteins include, but are not limited to, protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G, denatured protein L, and the like.
前記抗体、抗原の定義は用語部分を参考し、そのドメイン、サブユニット、断片、重鎖、軽鎖、一本鎖断片(例えばナノ抗体、軽鎖が欠失した重鎖、重鎖可変領域、相補決定領域など)、エピトープ(epitope)、エピトープペプチド、前記いずれかの変体、などを含むがそれらに限定されないことを理解すべきである。 The definitions of the antibodies and antigens refer to the term part, domain, subunit, fragment, heavy chain, light chain, single chain fragment (e.g. nanobody, light chain deleted heavy chain, heavy chain variable region, complementarity determining regions, etc.), epitopes, epitope peptides, variants of any of the foregoing, and the like.
いくつかの好ましい形態では、前記ポリペプチド型タグは、CBPタグ、ヒスチジンタグ、C-Mycタグ、FLAGタグ、Spotタグ、Cタグ、Aviタグ、WSHPQFEK(SEQ ID No:9)配列を含むタグ、WSHPQFEK(SEQ ID No:9)の変体配列を含むタグ、WRHPQFGG(SEQ ID No:7)配列を含むタグ、WRHPQFGG(SEQ ID No:7)の変体配列を含むタグ、RKAAVSHW(SEQ ID No:8)配列を含むタグ、RKAAVSHW(SEQ ID No:8)の変体配列を含むタグ、又はそれらの組み合わせから選択されるいずれかのタグ又はその変体である。 In some preferred forms, the polypeptide-type tag is a CBP tag, a histidine tag, a C-Myc tag, a FLAG tag, a Spot tag, a C tag, an Avi tag, a tag comprising a WSHPQFEK (SEQ ID No: 9) sequence; A tag containing a variant sequence of WSHPQFEK (SEQ ID No: 9) , a tag containing a WRHPQFGG (SEQ ID No: 7) sequence, a tag containing a variant sequence of WRHPQFGG (SEQ ID No: 7) , RKAAVSHW (SEQ ID No: 8 ) ) , a tag comprising a variant sequence of RKAAVSHW (SEQ ID No: 8) , or a combination thereof or variants thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記タンパク質タグは、アフィニティタンパク質、SUMOタグ、GSTタグ、MBPタグ、又はそれらの組み合わせから選択されるいずれかのタグ又はその変体であり、より好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインL、又はそれらの組み合わせから選択される。 In some preferred forms, said protein tag is any tag or variant thereof selected from an affinity protein, a SUMO tag, a GST tag, an MBP tag, or combinations thereof, more preferably said affinity protein is , protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G, denatured protein L, or combinations thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、抗体、抗体の断片、抗体の一本鎖、一本鎖の断片、抗体融合タンパク質、抗体断片の融合タンパク質のいずれか、いずれかの誘導体、又はいずれかの変体である。 In some preferred embodiments, the antibody-based tag is an antibody, a fragment of an antibody, a single chain of an antibody, a single chain fragment, an antibody fusion protein, a fusion protein of an antibody fragment, a derivative of any, or A variant of either.
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、抗タンパク質の抗体である。
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、抗蛍光タンパク質の抗体である。
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、ナノ抗体である。
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、抗タンパク質のナノ抗体である。
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、抗蛍光タンパク質のナノ抗体である。
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、抗緑色蛍光タンパク質又はその変異体の抗体である。
いくつかの好ましい形態では、前記抗体型タグは、Fc断片である。
In some preferred forms, the antibody-based tag is an anti-protein antibody.
In some preferred forms, the antibody-based tag is an anti-fluorescent protein antibody.
In some preferred forms, the antibody-based tag is a nanobody.
In some preferred forms, the antibody-based tag is an anti-protein nanobody.
In some preferred forms, the antibody-based tag is an anti-fluorescent protein nanobody.
In some preferred forms, the antibody-based tag is an anti-green fluorescent protein or variant thereof antibody.
In some preferred forms, said antibody-based tag is an Fc fragment.
2.2.精製媒体の担持方式
前記精製媒体が前記ビオチン又はビオチン類似体に連結される方式は特に制限されない。
2.2. Supporting Method of Purification Medium The method in which the purification medium is linked to the biotin or biotin analogue is not particularly limited.
前記精製媒体が前記ビオチン又はビオチン類似体に連結される方式は、共有結合、非共有結合(例えば、超分子相互作用)、連結要素、又はそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。 The manner in which the purification medium is linked to the biotin or biotin analog includes, but is not limited to, covalent bonds, non-covalent bonds (eg, supramolecular interactions), linking elements, or combinations thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記共有結合は、動的共有結合であり、さらに好ましくは、前記動的共有結合は、イミン結合、アシルヒドラゾン結合、ジスルフィド結合、又はそれらの組み合わせを含む。 In some preferred forms, said covalent bond is a dynamic covalent bond, more preferably said dynamic covalent bond comprises an imine bond, an acylhydrazone bond, a disulfide bond, or a combination thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記超分子相互作用は、配位結合、アフィニティ複合体相互作用、静電吸着、水素結合、π-πオーバーラップ作用、疎水性相互作用、及びそれらの組み合わせから選択される。 In some preferred forms, said supramolecular interactions are selected from coordinate bonds, affinity complex interactions, electrostatic adsorption, hydrogen bonding, pi-pi overlap interactions, hydrophobic interactions, and combinations thereof. be.
前記生体磁性マイクロスフェアのいくつかの好ましい形態では、前記精製媒体は、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される。 In some preferred forms of the biomagnetic microspheres, the purification media are linked to the branched ends of the polymer by linking elements comprising affinity complexes.
いくつかの好ましい形態では、前記ビオチン又はビオチン類似体は、アフィニティ複合体作用によってアビジン又はアビジン類似体に結合し、前記精製媒体は、前記アビジン又はアビジン類似体に直接又は間接的に結合する。 In some preferred forms, the biotin or biotin analogue is bound to avidin or an avidin analogue by affinity complexing, and the purification medium directly or indirectly binds to the avidin or avidin analogue.
いくつかの好ましい形態では、前記アフィニティ複合体相互作用は、ビオチン-アビジン相互作用、ビオチン類似体-アビジン相互作用、ビオチン-アビジン類似体相互作用、ビオチン類似体-アビジン類似体相互作用から選択される。 In some preferred forms, said affinity complex interaction is selected from biotin-avidin interaction, biotin analogue-avidin interaction, biotin-avidin analogue interaction, biotin analogue-avidin analogue interaction .
いくつかの好ましい形態では、アフィニティ複合体の選択基準は、特異性に優れ、親和力が強く、さらに化学的に結合可能な部位を提供し、それによってアフィニティ複合体をポリマー分岐鎖末端に共有結合されることができ、又は化学修飾された後に磁性マイクロスフェア本体の外表面、例えば外表面の結合部位、線形ポリマーの主鎖末端、分岐鎖型ポリマーの分岐鎖末端に共有結合されることができることである。例えば、ビオチン又はその類似体とアビジン又はその類似体、抗原及び抗体などからの物質の組み合わせである。 In some preferred forms, the selection criteria for the affinity conjugate are to provide a highly specific, high affinity, yet chemically conjugable site whereby the affinity conjugate is covalently attached to the polymer branch ends. or can be covalently attached to the outer surface of the magnetic microsphere body after being chemically modified, e.g. be. For example, combinations of substances from biotin or its analogues and avidin or its analogues, antigens and antibodies and the like.
ロード方式に動的共有結合、超分子相互作用(特にアフィニティ複合体相互作用)を含む場合、可逆的なロード方式を形成し、精製媒体は一定の条件で分岐鎖末端からアンロードすることができ、さらに更新又は交換を行う。 If the loading scheme involves dynamic covalent bonding, supramolecular interactions (especially affinity complex interactions), it forms a reversible loading scheme, and purification media can be unloaded from branched chain ends under certain conditions. , further update or replace.
精製媒体の更新は、磁性マイクロスフェアの再生に対応し、更新前後の精製媒体の種類は同じである。 Renewal of purification media corresponds to regeneration of magnetic microspheres, and the type of purification media before and after renewal is the same.
精製媒体の交換は、磁性マイクロスフェアの変更に対応し、交換前後の精製媒体の種類が異なる。 The exchange of purification media corresponds to changing the magnetic microspheres, and the types of purification media before and after the exchange are different.
いくつかの好ましい形態では、前記精製媒体はアビジンであり、さらに前記アビジンと結合するビオチンを含み、ここでビオチンは連結要素とし、ビオチンとアビジンとの間はアフィニティ複合体の結合作用を形成する。 In some preferred forms, the purification medium is avidin and further comprises biotin that binds to the avidin, wherein the biotin is a linking member and the binding of the affinity complex between biotin and avidin.
いくつかの好ましい形態では、前記精製媒体はアフィニティタンパク質であり、さらに前記アフィニティタンパク質と連結するアビジン、及び前記アビジンと結合するビオチンを含み、ここで、ビオチンとアビジンとの間にアフィニティ複合体の結合作用を形成し、アフィニティ複合体を連結要素とする。 In some preferred forms, the purification medium is an affinity protein and further comprises avidin linked to the affinity protein and biotin linked to the avidin, wherein binding of the affinity complex between biotin and avidin form an action, with the affinity complex as the linking element.
いくつかの好ましい形態では、前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端に、順次にビオチン、アビジン、精製媒体が連結される。さらに好ましい一形態では、前記精製媒体は抗体又は抗原である。前記アビジンと精製媒体との連結方式は、共有結合、非共有結合、連結要素、又はそれらの組み合わせを含むがそれらに限定されない。 In some preferred forms, biotin, avidin, and purification media are sequentially linked to the branched ends of the polymer of the biomagnetic microspheres. In a further preferred form, said purification medium is an antibody or antigen. Modes of linking the avidin with the purification medium include, but are not limited to, covalent bonds, non-covalent bonds, linking elements, or combinations thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記精製媒体は、核酸、オリゴヌクレオチド、ペプチド核酸、核酸アプタマー、デオキシリボ核酸、リボ核酸、ロイシンファスナー、ヘリックスターンヘリックスモチーフ、ジンクフィンガーモチーフ、ビオチン、抗ビオチンタンパク質、ストレプトアビジン、抗ハプテン抗体など、それらの組み合わせを含む連結要素によって生体磁性マイクロスフェアのポリマー分岐鎖末端に連結されるが、これらに限定されない。無論、前記連結要素は、二本鎖核酸構造体、ダブルヘリックス、ホモハイブリッド又はヘテロハイブリッド(DNA-DNA、DNA-RNA、DNA-PNA、RNA-RNA、RNA-PNA又はPNA-PNAから選択されるホモハイブリッド又はヘテロハイブリッド)、又はそれらの組み合わせであってもよい。 In some preferred forms, the purification medium comprises nucleic acids, oligonucleotides, peptide nucleic acids, nucleic acid aptamers, deoxyribonucleic acids, ribonucleic acids, leucine fasteners, helix turn helix motifs, zinc finger motifs, biotin, anti-biotin proteins, streptavidin, The biomagnetic microspheres are linked to the polymer branched ends of the biomagnetic microspheres by linking elements, including but not limited to combinations thereof, such as anti-hapten antibodies. Of course, said linking elements are selected from double-stranded nucleic acid structures, double helices, homohybrids or heterohybrids (DNA-DNA, DNA-RNA, DNA-PNA, RNA-RNA, RNA-PNA or PNA-PNA homohybrids or heterohybrids), or combinations thereof.
2.3.精製媒体の作用機構
精製媒体が前記反応精製混合系における標的分子を捕捉する作用力は、共有結合、超分子相互作用、その組み合わせを含むがそれらに限定されないものから選択される。
2.3. Mechanism of Action of the Purification Medium The force with which the purification medium captures target molecules in the reaction-purification mixture system is selected from, but not limited to, covalent bonds, supramolecular interactions, and combinations thereof.
いくつかの好ましい形態では、前記アフィニティ複合体相互作用は、ビオチン-アビジン相互作用、ビオチン類似体-アビジン相互作用、ビオチン-アビジン類似体相互作用、ビオチン類似体-アビジン類似体相互作用から選択される。 In some preferred forms, said affinity complex interaction is selected from biotin-avidin interaction, biotin analogue-avidin interaction, biotin-avidin analogue interaction, biotin analogue-avidin analogue interaction .
いくつかの好ましい形態では、前記標的物質は、ビオチン-アビジン結合力、Stregタグ-アビジン結合力、アビジン-アフィニティタンパク質結合力、ヒスチジンタグ-金属イオン親和力、抗体-抗原結合力、又はそれらの組み合わせの作用力方式によって前記生体磁性マイクロスフェアのポリマー分岐鎖末端に結合される。前記Stregタグは、主にIBA社が開発したアビジン又はその類似体と特異的結合作用を形成するペプチドタグを含むがそれらに限定されず、通常WSHPQFEK配列又はその変体配列を含む。 In some preferred forms, the target substance has biotin-avidin binding capacity, Streg tag-avidin binding capacity, avidin-affinity protein binding capacity, histidine tag-metal ion affinity, antibody-antigen binding capacity, or combinations thereof. The biomagnetic microspheres are bound to the polymer branched chain ends by a force method. The Streg tag mainly includes, but is not limited to, a peptide tag that forms a specific binding activity with avidin or its analogue developed by IBA, and usually includes a WSHPQFEK sequence or a modified sequence thereof.
2.4.精製媒体の再生と再利用
精製媒体がアフィニティ複合体、動的共有結合などの可逆方式によって本発明の生体磁性マイクロスフェアのポリマー分岐鎖末端に連結される場合、適切な条件で、精製媒体をポリマー分岐鎖末端から溶出し、さらに新たな精製媒体を再結合することができる。
2.4. Regeneration and Reuse of Purification Media If the purification media is linked to the polymer branched ends of the biomagnetic microspheres of the invention by reversible methods such as affinity complexes, dynamic covalent bonding, etc., under appropriate conditions, the purification media can be combined with the polymer. The branched ends can be eluted and recombined with new purification media.
アフィニティ複合体相互作用がビオチンとストレプトアビジンとの間のアフィニティ複合体作用力を例とする。 Affinity complex interactions are exemplified by affinity complex interactions between biotin and streptavidin.
ビオチンとストレプトアビジンとの間の極めて強い親和力は、典型的なアフィニティ複合体の結合作用であり、一般的な非共有結合作用より強く、同時に共有結合作用より弱く、それにより精製媒体を磁気ビーズ外表面のポリマー分岐鎖末端に強固に結合させることができるだけでなく、また精製媒体を交換する必要がある時にストレプトアビジンをビオチンの特異的結合部位から溶出することにより精製媒体の同期離脱を実現することができ、さらに新たなアビジン-精製媒体共有結合複合体(例えばストレプトアビジンタグ付き精製媒体)の活性化部位を解放し、それにより磁気ビーズ精製性能の高速回復を実現し、標的物質(例えば抗体)の分離精製コストを大幅に低減させる。精製媒体が修飾された生体磁性マイクロスフェアを溶出し、アビジン-精製媒体共有結合複合体を除去し、それによりビオチン又はビオチン類似体で修飾された生体磁性マイクロスフェアを再取得する過程は、ビオチン磁性マイクロスフェアの再生と呼ばれる。再生されたビオチン磁性マイクロスフェアは、放出されたビオチン活性部位を有し、アビジン-精製媒体共有結合複合体を再結合することができ、精製媒体で修飾された生体磁性マイクロスフェアを再び得て(生体磁性マイクロスフェアの再生に対応する)、新鮮な精製媒体を提供することができ、新たな標的物質結合部位を提供する。これにより本発明のビオチン磁性マイクロスフェアを再生して使用することができ、即ち精製媒体を交換して再利用することができる。 The extremely strong affinity between biotin and streptavidin is the binding action of typical affinity complexes, stronger than common non-covalent binding actions and at the same time weaker than covalent binding actions, thereby allowing purification media to escape from magnetic beads. Not only can it bind tightly to the polymer branch ends on the surface, but also achieve synchronous release of the purification medium by eluting streptavidin from the specific binding site of biotin when the purification medium needs to be replaced. , further liberating the activation site of new avidin-purification media covalent complexes (e.g. streptavidin-tagged purification media), thereby enabling rapid recovery of magnetic bead purification performance and target substances (e.g. antibodies) significantly reduce the cost of separation and purification of The process of eluting the purification medium-modified biomagnetic microspheres and removing the avidin-purification medium covalent complexes, thereby recapturing the biotin or biotin analogue-modified biomagnetic microspheres is characterized by biotin magnetic properties. called microsphere regeneration. The renatured biotin-magnetic microspheres have released biotin active sites and can rebind avidin-purification medium covalent complexes, yielding again purification medium-modified biomagnetic microspheres ( (corresponding to regeneration of biomagnetic microspheres), fresh purification media can be provided, providing new target substance binding sites. This allows the biotin magnetic microspheres of the present invention to be regenerated and used, ie, the purification media can be exchanged and reused.
2.4.精製基質(好ましくはタンパク質系物質)
本発明の精製基質とは、本発明の磁性マイクロスフェアが捕捉して分離される物質であり、本発明の磁性マイクロスフェアと特異的に結合することができる精製媒体であれば特に限定されるものではない。
2.4. Purification substrate (preferably proteinaceous material)
The purification substrate of the present invention is a substance that is captured and separated by the magnetic microspheres of the present invention, and is particularly limited as long as it is a purification medium that can specifically bind to the magnetic microspheres of the present invention. isn't it.
前記精製基質がタンパク質系物質である場合、精製基質は標的タンパク質とも呼ばれる。 When said purification substrate is a protein-based substance, the purification substrate is also called target protein.
2.4.1.標的タンパク質中の精製タグ
前記標的タンパク質に精製タグを携帯しなくてもよく、この場合、標的タンパク質自体は磁性マイクロスフェアにおける精製媒体に捕捉されるべきである。例えば、「標的タンパク質、精製媒体」が「抗体、抗原」、「抗原、抗体」、「アビジン又はその類似体、ビオチン又はその類似体」などの組み合わせである場合がある。
2.4.1. Purification Tags in Target Proteins The target protein may not carry a purification tag, in which case the target protein itself should be captured in a purification medium in magnetic microspheres. For example, "target protein, purification medium" may be combinations such as "antibody, antigen", "antigen, antibody", "avidin or analogue thereof, biotin or analogue thereof".
いくつかの好ましい形態では、前記標的タンパク質は精製タグを付き、前記精製タグは前記精製媒体と特異的に結合することができる。一つの標的タンパク質分子では、前記精製タグの数は1つ、2つ又は複数であり、精製タグが2つ以上含まれる場合、精製タグの種類は、1種、2種又は複種である。なお、タグのアミノ酸配列が異なる限り、異なる種類のタグとみなす。 In some preferred forms, the target protein is tagged with a purification tag, and the purification tag is capable of specifically binding to the purification medium. In one target protein molecule, the number of the purification tags is one, two or more, and when two or more purification tags are included, the types of purification tags are one, two or multiple. As long as the amino acid sequences of the tags are different, they are regarded as different types of tags.
前記標的タンパク質における精製タグは、ヒスチジンタグ、アビジン、アビジン類似体、Stregタグ(WSHPQFEK配列(SEQ ID No:9)又はその変体を含むタグ)、WRHPQFGG配列(SEQ ID No:7)又はその変体を含むタグ、RKAAVSHW(SEQ ID No:8)配列又はその変体を含むタグ、FLAGタグ又はその変体、Cタグ及びその変体、Spotタグ及びその変体、GSTタグ及びその変体、MBPタグ及びその変体、SUMOタグ及びその変体、CBPタグ及びその変体、HAタグ及びその変体、Aviタグ及びその変体、アフィニティタンパク質、抗体系タグ、抗原系タグ、及びそれらの組み合わせを含むが上記のタグのグループに限定されない。またUS6103493B2、US10065996B2、US8735540B2、US20070275416A1に開示された精製タグから選択することができ、Stregタグ及びその変体を含むがそれらに限定されない。 The purification tag in the target protein includes a histidine tag, avidin, an avidin analogue, a Streg tag (a tag containing a WSHPQFEK sequence (SEQ ID No: 9) or a variant thereof), a WRHPQFGG sequence (SEQ ID No: 7) or a variant thereof. tags containing RKAAVSHW (SEQ ID No: 8) sequences or variants thereof, FLAG tags or variants thereof, C tags and variants thereof, Spot tags and variants thereof, GST tags and variants thereof, MBP tags and variants thereof, SUMO The above tag groups include, but are not limited to, tags and variants thereof, CBP tags and variants thereof, HA tags and variants thereof, Avi tags and variants thereof, affinity proteins, antibody-based tags, antigen-based tags, and combinations thereof. It can also be selected from the purification tags disclosed in US6103493B2, US10065996B2, US8735540B2, US20070275416A1, including but not limited to Streg tags and variants thereof.
前記精製タグはN-末端又はC-末端によって融合することができる。 The purification tag can be fused through the N-terminus or the C-terminus.
前記ヒスチジンタグは、一般的に少なくとも5つのヒスチジン残基を含み、例えば5×Hisタグ、6×Hisタグ、8×Hisタグなどである。 Said histidine tag generally comprises at least 5 histidine residues, such as a 5xHis tag, a 6xHis tag, an 8xHis tag, and the like.
オクタペプチドWRHPQFGG(SEQ ID No:7)は、コアストレプトアビジン(core streptavidin)と特異的に結合することができる。 The octapeptide WRHPQFGG (SEQ ID No: 7) can specifically bind core streptavidin.
Stregタグは、アビジン又はその類似体と特異的結合作用を形成することができ、前記StregタグにWSHPQFEK(SEQ ID No:9)又はその変体を含む。例えば、WSHPQFEK-(XaaYaaWaaZaa)n-WSHPQFEK(SEQ ID No:11)であり、ここで、Xaa、Yaa、Waa、Zaaはそれぞれ独立していずれかのアミノ酸であり、XaaYaaWaaZaaは少なくとも1つのアミノ酸を含み、且つ(XaaYaaWaaZaa)n (SEQ ID No:12)は少なくとも4つのアミノ酸を含み、ここで、nは1~15から選択され(例えば1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15)、(XaaYaaWaaZaa)n (SEQ ID No:12)の具体例としては、(G)8、(G)12、GAGA、(GAGA)2、(GAGA)3、(GGGS)2、(GGGS)3が挙げられる。Stregタグとしては、例えば、WSHPQFEK(SEQ ID No:9)、WSHPQFEK-(GGGS)n-WSHPQFEK(SEQ ID No:13)、WSHPQFEK-GGGSGGGSGGSA-WSHPQFEK(SEQ ID No:14)、SA-WSHPQFEK-(GGGS)2GGSA-WSHPQFEK(SEQ ID No:15)、WSHPQFEK-GSGGG-WSHPQFEK-GL-WSHPQFEK(SEQ ID No:16)、GGSA-WNHPQFEK-GGGSGSGGSA-WSHPQFEK-GS(SEQ ID No:17)、GGGS-WSHPQFEK-GGGSGGGSGGSA-WSHPQFEK(SEQ ID No:18)などが挙げられる。 The Streg tag is capable of forming a specific binding activity with avidin or an analogue thereof and includes WSHPQFEK (SEQ ID No: 9) or variants thereof in said Streg tag. For example, WSHPQFEK-(XaaYaaWaaZaa) n -WSHPQFEK (SEQ ID No: 11) , where Xaa, Yaa, Waa, Zaa are each independently any amino acid and XaaYaaWaaZaa comprises at least one amino acid. and (XaaYaaWaaZaa) n (SEQ ID No: 12) comprises at least 4 amino acids, wherein n is selected from 1 to 15 (eg, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15), (XaaYaaWaaZaa) n (SEQ ID No: 12) include (G) 8 , (G) 12 , GAGA, (GAGA) 2 , ( GAGA) 3 , (GGGS) 2 and (GGGS) 3 . Streg tags include, for example, WSHPQFEK (SEQ ID No: 9) , WSHPQFEK-(GGGS) n -WSHPQFEK (SEQ ID No: 13) , WSHPQFEK-GGGSGGGSGGSA-WSHPQFEK (SEQ ID No: 14) , SA-WSHPQFEK-( GGGS) 2 GGSA-WSHPQFEK (SEQ ID No: 15) , WSHPQFEK-GSGGG-WSHPQFEK-GL-WSHPQFEK (SEQ ID No: 16) , GGSA-WNHPQFEK-GGGSGSGGSA-WSHPQFEK-GS, GS-GS (SEQ ID No: 16) WSHPQFEK-GGGSGGGSGGSA-WSHPQFEK (SEQ ID No: 18) and the like.
前記FLAGタグの配列はDYKDDDDK(SEQ ID No:19)である。FLAGタグの変体配列としては、例えば、DYKDHD-G-DYKDHD-I-DYKDDDDK(SEQ ID No:20)が挙げられる。 The sequence of the FLAG tag is DYKDDDDK (SEQ ID No: 19) . Variant sequences of the FLAG tag include, for example, DYKDHD-G-DYKDHD-I-DYKDDDDK (SEQ ID No: 20) .
前記Spotタグの配列は、PDRVRAVSHWSS(SEQ ID No:21)である。 The sequence of the Spot tag is PDRVRAVSHWSS (SEQ ID No: 21) .
前記Cタグには、EPEA(SEQ ID No:22)配列が含まれる。 The C-tag contains an EPEA (SEQ ID No: 22) sequence.
前記GSTタグとは、グルタチオンS-トランスフェラーゼタグを意味する。 The GST tag means a glutathione S-transferase tag.
前記MBPタグとは、マルトース結合タンパク質タグである。 The MBP tag is a maltose binding protein tag.
前記SUMOタグは、既知の小分子ユビキチン様修飾タンパク質(Small ubiquitin-like modifier)であり、ユビキチン(ubiquitin)類ポリペプチド鎖スーパーファミリーの重要なメンバーの1つである。一次構造において、SUMOとユビキチンは18%の相同性を有するが、両者の三次構造及びその生物学的機能は十分に類似する。 The SUMO tag is a known small ubiquitin-like modifier and one of the key members of the ubiquitin family of polypeptide chain superfamily. In primary structure, SUMO and ubiquitin share 18% homology, but their tertiary structures and their biological functions are quite similar.
前記CBPタグの配列は、KRRWKKNFIAVSAANRFKKISSSGAL(SEQ ID No:23)である。 The sequence of the CBP tag is KRRWKKNFIAVSAANRFKKISSSGAL (SEQ ID No: 23) .
前記HAタグの配列は、YPYDVPDYA(SEQ ID No:24)である。 The HA tag sequence is YPYDVPDYA (SEQ ID No: 24) .
前記Aviタグは、既知の15個のアミノ酸残基で構成される小タグであり、この小タグはビオチンリガーゼBirAに特異的に識別される。 The Avi-tag is a small tag composed of 15 known amino acid residues, which is specifically recognized by the biotin ligase BirA.
抗体類タグは、抗体の完全な構造(完全な抗体)、ドメイン、サブユニット、断片、重鎖、軽鎖、一本鎖断片(例えばナノ抗体、軽鎖が欠失した重鎖、重鎖可変領域、相補決定領域など)を含むがそれらに限定されない。 Antibody tags include complete antibody structures (whole antibodies), domains, subunits, fragments, heavy chains, light chains, single chain fragments (e.g. nanobodies, heavy chains with light chains deleted, heavy chain variable regions, complementarity determining regions, etc.).
抗原類タグは、抗原の完全な構造(完全な抗原)、ドメイン、サブユニット、断片、重鎖、軽鎖、一本鎖断片(例えばエピトープなど)などを含むがそれらに限定されない。 Antigenic tags include, but are not limited to, complete antigen structures (complete antigens), domains, subunits, fragments, heavy chains, light chains, single chain fragments (eg, epitopes, etc.), and the like.
いくつかの好ましい形態では、前記標的タンパク質のN末端又はC末端に1つの精製タグが連結され、又は両端にいずれも精製タグが連結される。 In some preferred forms, one purification tag is attached to the N-terminus or C-terminus of the target protein, or both ends are attached to purification tags.
本部分に記載の各種の精製タグは、いずれも本発明の磁性マイクロスフェアにおける精製媒体の候補とすることができる。 Any of the various purification tags described in this section can be candidates for purification media in the magnetic microspheres of the present invention.
2.4.2.標的タンパク質のタイプ
前記標的タンパク質は天然タンパク質又はその改造生成物であってもよく、人工合成配列であってもよい。前記天然タンパク質の由来は特に制限されず、真核細胞、原核細胞、病原体を含むがそれらに限定されなく、そのうち真核細胞の由来は、哺乳動物細胞、植物細胞、酵母細胞、昆虫細胞、線虫細胞、及びその組み合わせを含むがそれらに限定されなく、前記哺乳動物細胞の由来は、マウス源(ラット、マウス、モルモット、ゴールデンゴーファー、ハムスターなどを含む)、ウサギ源、サル源、ヒト源、豚源、羊源、ウシ源、犬源、ウマ源などを含むがそれらに限定されない。前記病原体は、ウイルス、クラミジア、マイコプラズマなどを含む。前記ウイルスは、HPV、HBV、TMV、コロナウイルス、ロタウイルスなどを含む。
2.4.2. Type of Target Protein The target protein may be a natural protein or modified product thereof, or an artificial synthetic sequence. The origin of the natural protein is not particularly limited, and includes but is not limited to eukaryotic cells, prokaryotic cells, and pathogens, among which eukaryotic cell origins include mammalian cells, plant cells, yeast cells, insect cells, and lineages. Said mammalian cells, including but not limited to worm cells, and combinations thereof, may be derived from murine sources (including rats, mice, guinea pigs, golden gophers, hamsters, etc.), rabbit sources, monkey sources, human sources, Including, but not limited to, swine sources, sheep sources, bovine sources, dog sources, horse sources, and the like. Said pathogens include viruses, chlamydia, mycoplasma, and the like. Said viruses include HPV, HBV, TMV, coronaviruses, rotaviruses and the like.
前記標的タンパク質のタイプは、ポリペプチド(本発明中の「標的タンパク質」は広義にポリペプチドを含む)、蛍光類タンパク質、酵素及び対応する酵素原、抗体、抗原、免疫グロブリン、ホルモン、コラーゲン、ポリアミノ酸、ワクチンなど、上記いずれかのタンパク質の一部のドメイン、上記いずれかのタンパク質のサブユニット又は断片、及び上記いずれかのタンパク質の変体を含むがそれらに限定されない。前記「上記いずれかのタンパク質のサブユニット又は断片」は、「前記いずれかのタンパク質の一部のドメイン」のサブユニット又は断片を含む。前記「上記いずれかのタンパク質の変体」は、「上記いずれかのタンパク質の一部のドメイン、上記いずれかのタンパク質のサブユニット又は断片」の変体を含む。前記「上記いずれかのタンパク質の変体」は、上記いずれかのタンパク質の変異体を含むがこれらに限定されない。本発明において、他の位置の連続する2つ又は2つ以上の「上記」の状況、意味は同様に説明する。 The types of target proteins include polypeptides (the term "target protein" in the present invention broadly includes polypeptides), fluorescent proteins, enzymes and corresponding zymogens, antibodies, antigens, immunoglobulins, hormones, collagen, polypeptides. Including, but not limited to, amino acids, vaccines, etc., partial domains of any of the above proteins, subunits or fragments of any of the above proteins, and variants of any of the above proteins. The "subunit or fragment of any of the above proteins" includes subunits or fragments of "a partial domain of any of the above proteins." The "variants of any of the above proteins" include variants of "a partial domain of any of the above proteins, subunits or fragments of any of the above proteins". The "variants of any of the above proteins" include, but are not limited to, variants of any of the above proteins. In the present invention, situations and meanings of two or more "above" in succession in other positions are similarly explained.
前記標的タンパク質の構造は、完全な構造であってもよく、対応する一部のドメイン、サブユニット、断片、二量体、多量体、融合タンパク質、糖タンパク質などから選択することもできる。不完全な抗体構造としては、例えば、ナノ抗体(軽鎖が欠失した重鎖抗体、VHH、重鎖抗体の完全な抗原結合能力を保持している)、重鎖可変領域、相補決定領域(CDR)などが挙げられる。 The structure of the target protein may be a complete structure, or may be selected from corresponding partial domains, subunits, fragments, dimers, multimers, fusion proteins, glycoproteins, and the like. Incomplete antibody structures include, for example, nanobodies (heavy chain antibodies with light chains deleted, VHH, retaining the full antigen-binding ability of heavy chain antibodies), heavy chain variable regions, complementarity determination region (CDR) and the like.
例えば、本発明に記載の生体外タンパク質合成システムが合成可能な標的タンパク質は、以下のいずれかのタンパク質、任意の組み合わせ方式の融合タンパク質、任意の組み合わせ方式の組成物から選択されるがそれらに限定されない。つまり、ルシフェラーゼ(例えばホタルルシフェラーゼ)、緑色蛍光タンパク質(GFP)、増強緑色蛍光タンパク質(eGFP)、黄色蛍光タンパク質(YFP)、アンモニアアシルtRNA合成酵素、グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ、カタラーゼ(Catalase、例えばマウスカタラーゼ)、アクチン、抗体、抗体の可変領域(例えば抗体の一本鎖可変領域、scFV)、抗体の一本鎖及びその断片(例えば抗体の重鎖、ナノ抗体、抗体の軽鎖)、α-アミラーゼ、エンテロバクターA、C型肝炎ウイルスE2糖タンパク質、インスリン及びその前駆体、グルカゴン様ペプチド(GLP-1)、インターフェロン(インターフェロンαAなどのインターフェロンα、インターフェロンβ、インターフェロンγを含むがそれらに限定されない)、インターロイキン(インターロイキン-1β、インターロイキン2、インターロイキン12など)、リゾチーム、血清アルブミン(ヒト血清アルブミン、ウシ血清アルブミンを含むがそれらに限定されない)、トランスサイレチン、チロシナーゼ、キシラナーゼ、β-ガラクトシダーゼ(β-galactosidase、LacZ、例えば大腸菌β-ガラクトシダーゼ)など、前記いずれかのタンパク質の部分ドメイン、前記いずれかのタンパク質のサブユニット又は断片、又は前記いずれかの変体(前記定義のように、前記変体は変異体を含み、例えばルシフェラーゼ変異体、eGFPの変異体が挙げられ、前記変体はさらにホモログであってもよい)。前記アンモニアアシルtRNA合成酵素としては、例えば、ヒトリジン-tRNA合成酵素(lysine-tRNA synthetase)、ヒトロイシン-tRNA合成酵素(leucine-tRNA synthetase)などが挙げられる。前記グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼとしては、例えば、シロイヌナズナグリセルアルデヒド3-リン酸デヒドロゲナーゼ、glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenaseが挙げられる。また、特許文献CN109423496Aを参照することができる。前記任意の組み合わせ方式の組成物は、前記いずれかのタンパク質を含んでもよく、前記任意の組み合わせ方式の融合タンパク質を含んでもよい。 For example, target proteins that can be synthesized by the in vitro protein synthesis system according to the present invention are selected from, but limited to, any of the following proteins, fusion proteins in any combination, and compositions in any combination: not. namely, luciferase (eg, firefly luciferase), green fluorescent protein (GFP), enhanced green fluorescent protein (eGFP), yellow fluorescent protein (YFP), ammonia acyl-tRNA synthetase, glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, catalase. , mouse catalase), actin, antibodies, antibody variable regions (e.g. antibody single chain variable regions, scFV), antibody single chains and fragments thereof (e.g. antibody heavy chains, nanobodies, antibody light chains) , alpha-amylase, enterobacter A, hepatitis C virus E2 glycoprotein, insulin and its precursors, glucagon-like peptide (GLP-1), interferons (including interferon alpha, interferon beta, interferon gamma, such as interferon alpha A) ), interleukins (such as interleukin-1β, interleukin-2, interleukin-12), lysozyme, serum albumin (including but not limited to human serum albumin, bovine serum albumin), transthyretin, tyrosinase, A partial domain of any of the foregoing proteins, such as xylanase, β-galactosidase, LacZ, e.g. E. coli β-galactosidase, a subunit or fragment of any of the foregoing proteins, or a variant of any of the foregoing (defined above) As such, said variants include variants, eg, luciferase variants, eGFP variants, which variants may also be homologues). Examples of the ammonia acyl-tRNA synthetase include human lysine-tRNA synthetase and human leucine-tRNA synthetase. Examples of the glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase include Arabidopsis thaliana glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase and glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase. Reference may also be made to patent document CN109423496A. A composition of any of the above combination modalities may comprise any of the proteins described above and may comprise a fusion protein of any of the above combination modalities.
いくつかの好ましい形態では、GFP、eGFP、mScarletなどの1つ、又はその類似物質、又はその変異体などの蛍光特性を有する標的タンパク質を用いて前記生体外タンパク質合成系のタンパク質合成能力を評価する。 In some preferred embodiments, a target protein with fluorescent properties, such as one of GFP, eGFP, mScarlet, etc., or analogues or variants thereof, is used to assess the protein synthesis capacity of the in vitro protein synthesis system. .
前記標的タンパク質の応用分野は、生体医薬、分子生物、医学、体外検出、医療診断、再生医学、生物工学、組織工学、幹細胞工学、遺伝子工学、ポリマー工学、表面工学、ナノ工学、化粧品、食品、食品添加剤、栄養剤、農業、飼料、生活用品、洗濯、環境、化学染色、蛍光標識などの分野を含むがそれらに限定されない。 The application fields of said target protein include biomedicine, molecular biology, medicine, in vitro detection, medical diagnosis, regenerative medicine, biotechnology, tissue engineering, stem cell engineering, genetic engineering, polymer engineering, surface engineering, nanotechnology, cosmetics, food, Including but not limited to fields such as food additives, nutrients, agriculture, feed, daily necessities, laundry, environment, chemical dyeing and fluorescent labeling.
2.4.3.標的タンパク質を含む混合系
本発明の磁性マイクロスフェアは、標的タンパク質をその混合系から分離するために用いることができる。前記標的タンパク質は、精製の目的がこの組成物を得るためであり、又はこの組成物の形態が精製の要求を満たすことができれば、1種の物質に限定されず、複数の物質の組み合わせであってもよい。
2.4.3. Mixed Systems Containing Target Proteins The magnetic microspheres of the invention can be used to separate target proteins from their mixed systems. The target protein is not limited to one substance, but may be a combination of multiple substances, provided that the purpose of purification is to obtain this composition, or the form of this composition can meet the purification requirements. may
標的タンパク質を含む混合系は特に制限されず、本発明の磁性マイクロスフェアの精製媒体は標的タンパク質と特異的に結合することができればよく、一般的には、前記精製媒体は混合系における標的タンパク質以外の他の物質との特異的結合又は非特異的結合作用が存在しないことも必要である。 The mixed system containing the target protein is not particularly limited, and the purification medium for the magnetic microspheres of the present invention only needs to be able to specifically bind to the target protein. It is also necessary that there is no specific binding or non-specific binding activity of the compound with other substances.
本発明の実施例において、前記標的タンパク質を含有する混合系は天然由来であってもよく、人工構築又は得られた混合系であってもよい。 In embodiments of the present invention, the mixed system containing the target protein may be of natural origin, artificially constructed or derived mixed system.
例えば、市販血清から特定タンパク質を分離精製することができる。 For example, a specific protein can be separated and purified from commercially available serum.
例えば、生体外タンパク質合成系の反応後の系から標的タンパク質を分離することができる。 For example, the target protein can be separated from the post-reaction system of an in vitro protein synthesis system.
前記生体外タンパク質合成系の具体的な一実施形態は、さらに、例えばWO2016005982A1に記載された大腸菌に基づく無細胞タンパク質合成系を含むがそれらに限定されない。本発明の他の引用文献は、その直接及び間接引用文献に記載された小麦胚芽細胞、ウサギ網状赤血球、サッカロマイセス・セレビシエ、ピキア・パストリス、クルイベロマイセス・マルシアナスに基づく生体外無細胞タンパク質合成系を含むがそれらに限定されず、いずれも本発明の生体外タンパク質合成系の実施形態として本発明に組み込まれる。例えば、文献「Lu,Y.Advances in Cell-Free Biosynthetic Technology.Current Developments in Biotechnology and Bioengineering,2019,Chapter 2,23-45」の部分「2.1 Systems and Advantages」の第27~28頁に引用された文献に記載された生体外無細胞タンパク質合成系を含むがそれらに限定されず、いずれも本発明を実施する生体外タンパク質合成系とすることができる。例えば、(本発明と矛盾しない限り、以下の文献及びその参考文献をその全体及びすべての目的のために引用する)文献CN106978349A、CN108535489A、CN108690139A、CN108949801A、CN108642076A、CN109022478A、CN109423496A、CN109423497A、CN109423509A、CN109837293A、CN109971783A、CN109988801A、CN109971775A、CN110093284A、CN110408635A、CN110408636A、CN110551745A、CN110551700A、CN110551785A、CN110819647A、CN110845622、CN110938649A、CN110964736A、CN111378706A、CN111378707A、CN111378708A、CN111718419A、CN111748569A、CN2019107298813、CN2019112066163、CN2018112862093(CN111118065A)、CN2019114181518、CN2020100693833、CN2020101796894、CN202010269333X、CN2020102693382及びその引用文献に記載されている無細胞タンパク質合成系、DNAテンプレートの構築及び増幅方法は、本発明の生体外タンパク質合成系、本発明のDNAテンプレートの構築及び増幅方法を実施するために使用することができる。
A specific embodiment of said in vitro protein synthesis system further includes, but is not limited to, the E. coli-based cell-free protein synthesis system described, for example, in WO2016005982A1. Other citations of the present invention are in vitro cell-free protein synthesis systems based on wheat germ cells, rabbit reticulocytes, Saccharomyces cerevisiae, Pichia pastoris, and Kluyveromyces marcianas cited in the direct and indirect citations. and are not limited to, all of which are incorporated into the present invention as embodiments of the in vitro protein synthesis system of the present invention. For example, in the document "Lu, Y. Advances in Cell-Free Biosynthetic Technology. Current Developments in Biotechnology and Bioengineering, 2019,
前記生体外タンパク質合成系の細胞抽出物の由来細胞は特に制限されず、前記標的タンパク質を生体外発現することができればよい。従来技術に開示された原核細胞抽出物、真核細胞抽出物(好ましくは酵母細胞抽出物であり、より好ましくはクルイベロミセス・ラクチスであってもよい)由来の生体外タンパク質合成系に適用する外因性タンパク質、又は細胞内合成に適用する原核細胞系、真核細胞系(好ましくは酵母細胞系であり、より好ましくはクルイベロミセス・ラクチス系であってもよい)の内因性タンパク質は、いずれも本発明の生体外タンパク質合成系を用いて合成することができ、又は本発明により提供される生体外タンパク質合成系を用いて合成することを試みる。 The cells from which the cell extract of the in vitro protein synthesis system is derived are not particularly limited as long as they can express the target protein in vitro. Applied to in vitro protein synthesis system from prokaryotic cell extract, eukaryotic cell extract (preferably yeast cell extract, more preferably Kluyveromyces lactis) disclosed in the prior art Exogenous protein, or endogenous protein of prokaryotic, eukaryotic cell system (preferably yeast cell system, more preferably Kluyveromyces lactis system) applied for intracellular synthesis may be can also be synthesized using the in vitro protein synthesis system of the present invention, or attempted to be synthesized using the in vitro protein synthesis system provided by the present invention.
前記生体外タンパク質合成系の好ましい一形態は、IVTT系である。IVTT反応を行った後の液(IVTT反応液と記す)は、発現した標的タンパク質の他に、IVTT系に残存する反応原料、特に細胞抽出物由来の各種因子(例えばリボソーム、tRNA、翻訳関連酵素、開始因子、延長因子、終止因子など)を含む。前記IVTT反応液は、磁気ビーズと結合するための標的タンパク質を提供することができる一方、さらに標的タンパク質の分離効果を検証するための混合系を提供することができる。 A preferred form of said in vitro protein synthesis system is the IVTT system. The liquid after the IVTT reaction (referred to as IVTT reaction liquid) contains, in addition to the expressed target protein, reaction raw materials remaining in the IVTT system, particularly various factors derived from cell extracts (e.g., ribosomes, tRNA, translation-related enzymes, etc.). , initiation factor, elongation factor, termination factor, etc.). The IVTT reaction solution can provide the target protein for binding to the magnetic beads, and can also provide a mixed system for verifying the separation effect of the target protein.
3.本発明の第3の態様は、本発明の第1の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、さらに、前記ビオチン又はビオチン類似体は連結要素として、さらにアフィニティ複合体結合作用によってアビジン又はアビジン類似体に連結している生体磁性マイクロスフェアを提供する。 3. A third aspect of the present invention is based on said biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the present invention, further comprising said biotin or biotin analogue as a linking member and further comprising avidin by affinity complex binding action. Or provide biomagnetic microspheres linked to an avidin analogue.
本発明の第3の態様の生体磁性マイクロスフェアは、アビジン磁性マイクロスフェア又はアビジン磁気ビーズとも呼ばれる。 The biomagnetic microspheres of the third aspect of the invention are also called avidin magnetic microspheres or avidin magnetic beads.
前記アビジン又はアビジン類似体は、精製媒体とすることができるだけでなく、連結要素としてさらに他のタイプの精製媒体と連結することもできる。ここで、前記ビオチン又はビオチン類似体と前記アビジン又はアビジン類似体との間にアフィニティ複合体の結合作用を形成する。 Said avidin or avidin analogue can not only serve as a purification medium, but can also be linked with other types of purification media as a linking element. An affinity complex binding is now formed between said biotin or biotin analogue and said avidin or avidin analogue.
いくつかの好ましい形態では、本発明の第1の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、さらに、前記ビオチンに結合するアビジンを含む。ここで、ビオチンとアビジンとの間にアフィニティ複合体の結合作用を形成する。即ち、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖の末端にはビオチンが連結されており、前記精製媒体はアビジンであり、且つ前記アビジンとの間でアフィニティ複合体の結合作用を形成する。 In some preferred forms, the biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the invention further comprise avidin binding to the biotin. An affinity complex binding is now formed between biotin and avidin. That is, biotin is linked to the ends of the branched chains of the polymer of the magnetic microspheres, the purification medium is avidin, and an affinity complex is formed with the avidin.
いくつかの好ましい形態では、前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体のいずれか、又はそれらの組み合わせである。 In some preferred forms, the avidin is streptavidin, denatured streptavidin, streptavidin analogs, or a combination thereof.
4.本発明の第4の態様は、本発明の第3の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、さらに、前記アビジン又はアビジン類似体に連結しているアフィニティタンパク質を含む生体磁性マイクロスフェアを提供する。このとき、ビオチン又はビオチン類似体、アビジン又はアビジン類似体は、いずれも連結要素として両者の間にアフィニティ複合体の結合作用を形成し、前記アフィニティタンパク質は、精製媒体とすることができるだけでなく、連結要素とすることができ、好ましくは精製媒体とする。 4. A fourth aspect of the present invention is based on the biomagnetic microspheres provided in the third aspect of the present invention, further comprising an affinity protein linked to the avidin or avidin analogue. I will provide a. At this time, biotin or a biotin analogue and avidin or an avidin analogue form a binding action of an affinity complex between them as linking elements, and the affinity protein can not only serve as a purification medium, It can be a connecting element, preferably a purification medium.
本発明の第4の態様の生体磁性マイクロスフェアは、アフィニティタンパク質磁性マイクロスフェア又はアフィニティタンパク質磁気ビーズとも呼ばれる。 The biomagnetic microspheres of the fourth aspect of the invention are also called affinity protein magnetic microspheres or affinity protein magnetic beads.
前記生体磁性マイクロスフェアの典型的な構造は図2に示す。 A typical structure of the biomagnetic microspheres is shown in FIG.
いくつかの好ましい形態では、本発明の第2の態様に提供される前記生体磁性マイクロスフェアに基づいて、前記精製媒体はアフィニティタンパク質であり、前記生体磁性マイクロスフェアはさらに前記アフィニティタンパク質に連結しているアビジンと、前記結合力に結合しているビオチンとを含み、ここで、精製媒体は連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結しており、前記連結要素にはビオチンとアビジンとによって形成されたアフィニティ複合体を含む。 In some preferred forms, according to the biomagnetic microspheres provided in the second aspect of the invention, the purification medium is an affinity protein, and the biomagnetic microspheres are further linked to the affinity protein. and biotin bound to said binding force, wherein the purification medium is linked to the branched ends of said polymer by a linking element, said linking element formed by biotin and avidin. including affinity complexes.
いくつかの好ましい形態では、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインLのいずれか、又はそれらの変性タンパク質である。対応する生体磁性マイクロスフェアは、それぞれプロテインA磁性マイクロスフェア又はプロテインA磁気ビーズ、プロテインG磁性マイクロスフェア又はプロテインG磁気ビーズ、プロテインL磁性マイクロスフェア又はプロテインL磁気ビーズなどと呼ばれる。 In some preferred forms, the affinity protein is Protein A, Protein G, Protein L, or denatured proteins thereof. The corresponding biomagnetic microspheres are called Protein A magnetic microspheres or Protein A magnetic beads, Protein G magnetic microspheres or Protein G magnetic beads, Protein L magnetic microspheres or Protein L magnetic beads, etc. respectively.
本発明の第4の様態に提供される生体磁性マイクロスフェアは、ビオチン-アビジン-アフィニティタンパク質の連結方式を例として、アフィニティタンパク質を磁気ビーズ外表面のポリマー分岐鎖末端に強固に結合させることができるだけでなく、またアフィニティタンパク質を交換する必要がある時にアビジン(例えばストレプトアビジン)をビオチンの特異的結合部位から溶出することによりアフィニティタンパク質の同期離脱を実現することができ、さらに新たなアビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体E(例えばストレプトアビジンタグ付きアフィニティタンパク質)の活性化部位を再結合することができ、それにより磁気ビーズ精製性能の迅速な回復を実現し、抗体分離精製コストを大幅に低減させる。アフィニティタンパク質が修飾された生体磁性マイクロスフェアを溶出し、アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eを除去し、それによりビオチンで修飾された生体磁性マイクロスフェアを再取得する過程は、ビオチン磁性マイクロスフェアの再生と呼ばれる。再生されたビオチン磁性マイクロスフェアは放出されたビオチン活性部位を有し、アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eを再結合することができ、再びアフィニティタンパク質で修飾された生体磁性マイクロスフェアF(生体磁性マイクロスフェアFの再生に対応する)を得て、新鮮なアフィニティタンパク質を提供し、新たな抗体結合部位を提供することができ。これにより本発明のビオチン磁性マイクロスフェアを再生して使用することができ、即ちアフィニティタンパク質を交換して再利用することができる。 The biomagnetic microspheres provided in the fourth aspect of the present invention are capable of strongly binding the affinity protein to the polymer branched ends on the outer surface of the magnetic bead, using the biotin-avidin-affinity protein linking method as an example. Alternatively, synchronous release of affinity proteins can be achieved by eluting avidin (e.g. streptavidin) from the specific binding sites of biotin when the affinity proteins need to be exchanged, and new avidin-affinity proteins The activated site of covalent complex E (eg, streptavidin-tagged affinity protein) can be reattached, resulting in rapid recovery of magnetic bead purification performance and greatly reduced antibody isolation and purification costs. The process of eluting the affinity protein-modified biomagnetic microspheres, removing the avidin-affinity protein covalent complex E, and thereby recapturing the biotin-modified biomagnetic microspheres, is the process of removing biotin-modified biomagnetic microspheres. called play. The regenerated biotin-magnetic microspheres have released biotin active sites and can rebind the avidin-affinity protein covalent complex E, again yielding affinity protein-modified biomagnetic microspheres F (biomagnetic (corresponding to regeneration of microspheres F) can be obtained to provide fresh affinity proteins and provide new antibody binding sites. This allows the biotin magnetic microspheres of the present invention to be regenerated and used, ie the affinity protein can be exchanged and reused.
5.本発明の第5の態様は、本発明の第1の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアの製造方を提供する。 5. A fifth aspect of the invention provides a method of making the biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the invention.
5.1.第1の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアの製造及び原理
本発明の第1の態様に提供されるのは、ビオチン又はビオチン類似体で修飾されるビオチン磁性マイクロスフェアである。
5.1. Manufacture and Principles of the Biomagnetic Microspheres Provided in the First Aspect Provided in the first aspect of the invention are biotin magnetic microspheres modified with biotin or a biotin analogue.
ビオチンが修飾される場合を例とする。
第1の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアは、SiO2で被覆された磁気ビーズ(市販又は自製)を提供し、SiO2を活性化修飾し、ポリマーをSiO2に共有結合し(ポリマーは線状主鎖の一端によってSiO2に共有結合され、且つポリマー主鎖に沿って大量の側分岐鎖が分布される)、ビオチンをポリマーの分岐鎖末端に共有結合されるステップにより製造される。説明すべきものとして、上記ステップは完全に孤立することを要求せず、2つ又は3つのステップを1つのステップに統合することを許可し、例えば、活性化されたシリカで被覆された磁気ビーズ(市販又は自製)を直接提供することができる。SiO2を活性化修飾するステップは、例えば、本発明により提供される第5から8の態様に記載の生体磁性マイクロスフェアの製造方法のステップ(1)である。ポリマーがSiO2に共有結合するステップは、例えば本発明により提供される第5から第8の態様に記載の生体磁性マイクロスフェアの製造方法のステップ(2)、(3)である。ビオチンがポリマー分岐鎖末端に共有結合されるステップは、例えば本発明により提供される第5から第8の態様に記載の生体磁性マイクロスフェアの製造方法のステップ(4)である。
Take for example the case where biotin is modified.
The biomagnetic microspheres provided in the first aspect provide magnetic beads (commercially available or homemade) coated with SiO2 , activatingly modify the SiO2 , and covalently bond a polymer to the SiO2 (the polymer is Covalently bonded to SiO 2 by one end of the linear backbone and a large amount of side branching distributed along the polymer backbone), biotin is covalently bonded to the branched chain ends of the polymer. By way of explanation, the above steps do not require complete isolation, allowing the integration of two or three steps into one step, e.g. activated silica-coated magnetic beads ( commercially available or homemade) can be provided directly. The step of activating and modifying SiO 2 is, for example, step (1) of the method for producing biomagnetic microspheres according to the fifth to eighth aspects provided by the present invention. The step of covalently bonding the polymer to SiO 2 is, for example, steps (2), (3) of the method for producing biomagnetic microspheres according to the fifth to eighth aspects provided by the present invention. The step of covalently bonding biotin to the ends of the polymer branched chains is, for example, step (4) of the method for producing biomagnetic microspheres according to the fifth to eighth aspects provided by the present invention.
前記生体磁性マイクロスフェアは、(1)磁性マイクロスフェア本体を提供又は製造し、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面に反応性基R1を有するステップと、(2)前記反応性基R1の上に線状主鎖と多数の分岐鎖を有するポリマーが連結され、前記線状主鎖の一端は前記反応性基R1と共有結合されるステップと、(3)前記分岐鎖の末端にビオチン又はビオチン類似体を連結するステップにより製造することができる。 The biomagnetic microspheres are produced by: ( 1 ) providing or manufacturing a magnetic microsphere body and having reactive groups R1 on the outer surface of the magnetic microsphere body; ( 3 ) biotin or It can be prepared by linking biotin analogues.
SiO2で被覆された磁性材料を磁性マイクロスフェア本体とすることを例とし、前記生体磁性マイクロスフェアは、(1)SiO2で被覆された磁性マイクロスフェア(市販又は自製)を提供し、SiO2の活性化修飾を行って反応性基R1を生成するステップと、(2)反応性基R1で重合反応を行い(例えばアクリル酸又はアクリル酸ナトリウムをモノマー分子とする)、線状主鎖及び多数の分岐鎖を有し、且つ前記分岐鎖の末端に機能基F1を有するポリマーを生成するステップと、(3)分岐鎖末端の官能基F1にビオチン又はビオチン類似体を結合するステップとによって製造することができる。このとき、磁性マイクロスフェア本体に共有結合されたポリマーは、線状主鎖を有し、線状主鎖の一端が反応性基R1に共有結合され、且つポリマー主鎖に沿って大量の側分岐鎖が分布される。 Taking a magnetic material coated with SiO2 as the main body of the magnetic microspheres, the biomagnetic microspheres are: (1) providing SiO2 coated magnetic microspheres (commercially available or self - made); (2) performing a polymerization reaction on the reactive group R 1 ( for example, with acrylic acid or sodium acrylate as a monomer molecule) to form a linear backbone and ( 3 ) binding biotin or a biotin analogue to the functional group F1 at the end of the branched chain. and can be manufactured by At this time, the polymer covalently attached to the magnetic microsphere body has a linear backbone, one end of the linear backbone is covalently attached to the reactive group R1 , and a large amount of side chains along the polymer backbone. Branched chains are distributed.
5.2.典型例
典型的な前記生体磁性マイクロスフェアの製造方法(図3を参照)であって、以下のステップを含む。
5.2. Exemplary Example A typical method of manufacturing the biomagnetic microspheres (see FIG. 3) includes the following steps.
ステップ(1):磁性マイクロスフェア本体を提供し、磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行い、アミノ基を磁性マイクロスフェア本体の外表面に導入し、アミノ基修飾磁性マイクロスフェアAを形成する。 Step (1): providing a magnetic microsphere body, chemically modifying the magnetic microsphere body, introducing an amino group to the outer surface of the magnetic microsphere body, forming an amino group-modified magnetic microsphere A;
いくつかの好ましい形態では、カップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行う。 In some preferred forms, a coupling agent is utilized to chemically modify the magnetic microsphere body.
いくつかの好ましい形態では、前記シランカップリング剤は、アミノ化シランカップリング剤である。 In some preferred forms, the silane coupling agent is an aminated silane coupling agent.
いくつかの好ましい形態では、前記磁性マイクロスフェア本体がSiO2で被覆された磁性材料であり、シランカップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行う。前記シランカップリング剤は、いくつかの好ましい形態ではアミノ化シランカップリング剤である。 In some preferred embodiments, the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO2 , and a silane coupling agent is used to chemically modify the magnetic microsphere body. The silane coupling agent is, in some preferred forms, an aminated silane coupling agent.
ステップ(2):カルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用してアクリル酸分子を前記磁性マイクロスフェアAの外表面に共有結合し、炭素-炭素二重結合を導入し、炭素-炭素二重結合含有磁性マイクロスフェアBを形成する。 Step (2): Covalent bonding reaction between carboxyl group and amino group to covalently bond acrylic acid molecule to the outer surface of said magnetic microsphere A, introduce carbon-carbon double bond, carbon- Magnetic microspheres B containing carbon double bonds are formed.
ステップ(3):炭素-炭素二重結合の重合反応を利用し、アクリル系モノマー分子(例えばアクリル酸ナトリウム)を重合し、得られたアクリル系ポリマーは分岐鎖型ポリマーであり、線状主鎖と官能基F1を含む分岐鎖を有し、ポリマーは線状主鎖の一端によって磁性マイクロスフェアBの外表面に共有結合され、アクリル系ポリマーで修飾される磁性マイクロスフェアCを形成する。このステップは、架橋剤を加えない条件で行うことができる。 Step (3): Using the polymerization reaction of carbon-carbon double bonds to polymerize acrylic monomer molecules (such as sodium acrylate), the resulting acrylic polymer is a branched polymer with a linear main chain and a branched chain containing functional groups F 1 , the polymer is covalently bonded to the outer surface of magnetic microsphere B by one end of the linear backbone to form magnetic microsphere C modified with an acrylic polymer. This step can be performed without the addition of a cross-linking agent.
前記アクリル系モノマー分子、ポリマー分岐鎖の官能基の定義については、「名詞及び用語」の部分を参照されたい。 See the "Nouns and Terminology" section for definitions of the functional groups of the acrylic monomer molecules and polymer branches.
いくつかの好ましい形態では、前記官能基F1は、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、メルカプト基、ギ酸塩、アンモニウム、カルボキシル基の塩形態、アミノ基の塩形態、ギ酸エステル基、又は前記官能基の組み合わせであり、前記「官能基の組み合わせ」とは、1つの磁性マイクロスフェアの外表面の全てのポリマーの全ての分岐鎖に含まれる官能基を指し、その種類は、1種又は1種以上であってもよい。第1の形態で定義された「官能基の組み合わせ」の意味は一貫する。 In some preferred forms, the functional group F 1 is a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, a mercapto group, a formate, ammonium, a salt form of a carboxyl group, a salt form of an amino group, a formate group, or the functional group The above-mentioned "combination of functional groups" refers to functional groups contained in all branched chains of all polymers on the outer surface of one magnetic microsphere, and the types thereof are one or more. may be The meaning of "combination of functional groups" defined in the first aspect is consistent.
他のいくつかの好ましい形態では、前記官能基は特異的結合部位である。 In some other preferred forms, the functional group is a specific binding site.
ステップ(4):前記ポリマーの分岐鎖に含まれる官能基F1により、ビオチン又はビオチン類似体をポリマーの分岐鎖末端に共有結合し、ビオチン又はビオチン類似体が結合された生体磁性マイクロスフェア(ビオチン磁性マイクロスフェア)を得る。製造された生体磁性マイクロスフェアにおいて、アクリル系ポリマー(ポリアクリル酸骨格を有する)によってビオチンを結合できる大量の部位を提供する。 Step (4): Biotin or a biotin analogue is covalently attached to the branched end of the polymer by means of a functional group F1 contained in the branched chain of the polymer, and biomagnetic microspheres (biotin magnetic microspheres). In the manufactured biomagnetic microspheres, an acrylic polymer (with a polyacrylic acid backbone) provides a large amount of sites to which biotin can be attached.
5.3.具体的な実施形態
前記ビオチン磁性マイクロスフェアを製造する具体的な実施形態は以下のとおりである。
5.3. Specific Embodiments Specific embodiments for producing the biotin magnetic microspheres are as follows.
具体的には、アクリル系ポリマーが線状主鎖と多数の分岐鎖を提供することを例とし、本発明は以下の具体的な実施形態を提供する。シリカで被覆された四酸化三鉄磁性ビーズを生体磁性マイクロスフェアの本体とし、まずカップリング剤3-アミノプロピルトリエトキシシラン(APTES、CAS:919-30-2、アミノ化カップリング剤であり、シランカップリング剤であり、より具体的にはアミノ化シランカップリング剤である)を利用してシリカで被覆された四酸化三鉄磁性ビーズに対して化学修飾を行い、アミノ基を磁気ビーズの外表面に導入し、SiO2に対する活性化修飾を完了し、アミノ基修飾磁性マイクロスフェアAを得る。続いてカルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用して固定化分子(1つの炭素炭素二重結合と1つの反応性基カルボキシル基とを提供するアクリル酸分子)を磁気ビーズの外表面に共有結合し、それにより炭素-炭素二重結合を磁気ビーズの外表面に導入し、炭素-炭素二重結合を含む磁性マイクロスフェアBを得る。続いて炭素-炭素二重結合の重合反応を利用してアクリル系モノマー分子(例えばアクリル酸ナトリウム)の重合を行い、重合反応を行うと同時に重合生成物を磁気ビーズの外表面に共有結合し、SiO2にポリマーを連結する(共有結合方式)ことを完了し、アクリル系ポリマー修飾磁性マイクロスフェアCを得る。ここの固定化分子はアクリル酸分子であり、1つの固定化分子は1つのポリマー分子のみを引き出し、同時に1つのポリマー線状主鎖のみを引き出す。モノマー分子としてアクリル酸ナトリウムを例にとると、重合生成物はポリアクリル酸ナトリウムであり、その主鎖は線状のポリオレフィン主鎖であり、且つ主鎖に沿って複数の側分岐鎖COONaが共有結合され、分岐鎖に含まれる官能基もCOONaである。ここの重合反応は、N、N’-メチレンビスアクリルアミド(CAS:110-26-9)などの架橋剤を使用せず、分子鎖同士が網状重合体に架橋されることを回避し、架橋剤を加えない条件で重合生成物に線状主鎖を発生させる。分子鎖が相互に架橋して網状ポリマーになると、多孔質構造を形成し、標的タンパク質の溶出効率に影響を与える。 Specifically, taking as an example the acrylic polymer to provide a linear main chain and multiple branches, the present invention provides the following specific embodiments. With silica-coated triiron tetroxide magnetic beads as the main body of the biomagnetic microspheres, firstly, the coupling agent 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES, CAS: 919-30-2, an aminated coupling agent, A silane coupling agent, more specifically an aminated silane coupling agent) is used to chemically modify the silica-coated triiron tetroxide magnetic beads to convert amino groups to the magnetic beads. It is introduced into the outer surface to complete the activation modification on SiO2 to obtain amino group-modified magnetic microspheres A. Subsequently, the immobilized molecule (acrylic acid molecule providing one carbon-carbon double bond and one reactive group carboxyl group) is removed from the magnetic bead using covalent bonding reaction between the carboxyl group and the amino group. Covalently bound to the surface, thereby introducing carbon-carbon double bonds to the outer surface of the magnetic beads, obtaining magnetic microspheres B containing carbon-carbon double bonds. Subsequently, an acrylic monomer molecule (for example, sodium acrylate) is polymerized using the polymerization reaction of carbon-carbon double bonds, and the polymerization product is covalently bonded to the outer surface of the magnetic beads at the same time as the polymerization reaction is performed, The linking of the polymer to SiO2 (covalent method) is completed to obtain acrylic polymer-modified magnetic microspheres C. The immobilized molecules here are acrylic acid molecules, one immobilized molecule pulls out only one polymer molecule and at the same time only pulls out one polymer linear backbone. Taking sodium acrylate as an example of the monomer molecule, the polymerization product is sodium polyacrylate, the main chain of which is a linear polyolefin main chain, and a plurality of side branched chains COONa are shared along the main chain. The functional group that is attached and included in the branched chain is also COONa. The polymerization reaction here does not use a cross-linking agent such as N,N'-methylenebisacrylamide (CAS: 110-26-9) to avoid cross-linking of the molecular chains into a network polymer, and the cross-linking agent A linear main chain is generated in the polymerized product under the condition that is not added. When the molecular chains cross-link to each other to form a network polymer, it forms a porous structure and affects the elution efficiency of the target protein.
いくつかの好ましい形態では、磁性マイクロスフェアBを製造する時に用いられるアクリル酸の使用量は0.002~20mol/Lである。 In some preferred forms, the amount of acrylic acid used when manufacturing the magnetic microspheres B is 0.002-20 mol/L.
いくつかの好ましい形態では、磁性マイクロスフェアCを製造する時に用いられるアクリル酸ナトリウムの使用量は0.53~12.76mol/Lである。 In some preferred forms, the amount of sodium acrylate used when manufacturing the magnetic microspheres C is 0.53-12.76 mol/L.
前記生体磁性マイクロスフェアの外表面は、アミノ化以外の他の活性化修飾方式を採用することができる。例えば、上記アミノ化された生体磁性マイクロスフェア(アミノ基修飾磁性マイクロスフェアA)は、さらに酸無水物又は他の修飾分子と反応することができ、それにより生体磁性マイクロスフェアの外表面にカルボキシル化又は他の活性化方式の化学修飾を実現する。 The outer surface of the biomagnetic microspheres can adopt other activation modification schemes than amination. For example, the aminated biomagnetic microspheres (amino group-modified magnetic microspheres A) can be further reacted with acid anhydrides or other modifying molecules, thereby carboxylating the outer surface of the biomagnetic microspheres. Or to realize chemical modification of other activation methods.
前記固定化分子は、ポリマーの主鎖を磁気ビーズの外表面に共有結合して固定した小分子である。固定化小分子は特に制限されず、その一端が磁気ビーズの外表面に共有結合され、他端が単独重合反応又は共重合反応又は重縮合反応を含む重合反応を開始することができ、又は他端がポリマーの線状主鎖末端を共重合結合することができればよい。 The immobilized molecule is a small molecule immobilized by covalently bonding a polymer backbone to the outer surface of a magnetic bead. The immobilized small molecule is not particularly limited, one end of which is covalently bound to the outer surface of the magnetic bead and the other end is capable of initiating polymerization reactions including homopolymerization reactions or copolymerization reactions or polycondensation reactions, or other It suffices if the ends can be copolymerized with the ends of the linear main chain of the polymer.
前記固定化分子は、鎖の堆積及び/又は滞留率の増加を伴わない限り、1本のポリマー線状主鎖のみが引き出されてもよいし、2本以上のポリマー線状主鎖が引き出されてもよい。好ましくは、1つの固定化分子は1つのポリマー分子のみを引き出し、且つ1本のポリマー線状主鎖のみを引き出す。 The immobilized molecule may be drawn with only one polymeric linear backbone, or with two or more polymeric linear backbones, as long as it does not involve chain deposition and/or an increase in retention rate. may Preferably, one immobilizing molecule draws only one polymer molecule and draws only one polymer linear backbone.
いくつかの好ましい形態では、前記固定化分子は、鎖の堆積及び/又は滞留率の増加を伴わない限り、1本のポリマー線状主鎖のみが引き出されてもよいし、2本以上のポリマー線状主鎖が引き出されてもよい。好ましくは、1つの固定化分子は1つのポリマー分子のみを引き出し、且つ1本のポリマー線状主鎖のみを引き出す。 In some preferred forms, the immobilized molecule may have only one polymer linear backbone pulled out, or two or more polymer A linear backbone may be drawn. Preferably, one immobilizing molecule draws only one polymer molecule and draws only one polymer linear backbone.
他のいくつかの好ましい形態では、重合のモノマー単位である前記アクリル系モノマー分子が、アクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステル系モノマーのいずれか又はそれらの組み合わせであってもよい。 In some other preferred embodiments, the acrylic monomer molecule, which is a monomer unit for polymerization, is acrylic acid, acrylate, acrylic acid ester, methacrylic acid, methacrylate, methacrylic acid ester monomer, or any of them. may be a combination of
本発明の他の実施形態として、前記アクリル系ポリマーは、他のポリマーで代替することができる。選択の基準は、形成されたポリマーは1本の線状主鎖を有し、主鎖に沿って大量の側分岐鎖を分布し、且つ側分岐鎖に機能基を携帯して後続の化学修飾に用いることができ、即ち磁気ビーズ外表面の結合部位に対して、ポリマー線状主鎖側端に分布された分岐鎖によって大量の機能基を提供することである。例えば、ε-ポリリジン鎖、α-ポリリジン鎖、γ-ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸鎖、アスパラギン酸/グルタミン酸共重合体などが挙げられる。 As another embodiment of the present invention, the acrylic polymer can be replaced with other polymers. Criteria for selection were that the polymer formed had a single linear backbone, distributed a large number of side branches along the backbone, and carried functional groups on the side branches to facilitate subsequent chemical modification. to provide a large number of functional groups to the binding sites on the outer surface of the magnetic beads by means of branched chains distributed at the side ends of the polymeric linear backbone. Examples include ε-polylysine chains, α-polylysine chains, γ-polyglutamic acid chains, polyaspartic acid chains, aspartic acid/glutamic acid copolymers, and the like.
上記ポリマーの他の代替形態のポリマー分子を前記生体磁性マイクロスフェアの外表面に導入する方法は下記である。ポリマー代替物の化学構造及びその側分岐鎖活性基のタイプに基づいて、適切な生体磁性マイクロスフェアの外表面の活性化修飾方式、固定化分子の種類、モノマー分子タイプを選択し、適切な化学反応を行って大量の分岐鎖に位置する活性基を生体磁性マイクロスフェアの外表面に導入する。 Methods for introducing polymer molecules of other alternative forms of the above polymers to the outer surface of the biomagnetic microspheres are described below. Based on the chemical structure of the polymer substitute and the type of its side-branched active groups, select the appropriate biomagnetic microsphere outer surface activation modification method, immobilized molecule type, monomer molecule type, A reaction is performed to introduce a large number of branched chain-located active groups to the outer surface of the biomagnetic microspheres.
アクリル系ポリマー分子(例えば、ポリアクリル酸ナトリウム線状分子鎖)を磁気ビーズの外表面に共有結合した後、分岐鎖末端の官能基で活性化部位を提供し、又はビオチン又はビオチン類似体分子を連結する前に、反応の必要に応じて、ポリマー分子の分岐鎖官能基を活性化することができ、それに反応活性を備えさせ、活性化部位を形成する。3-プロパンジアミンをポリマー分岐鎖の活性部位(各モノマーアクリル系単位構造は一つの活性部位を提供することができる)に共有結合し、新たな官能基(アミノ基)を形成し、続いてカルボキシル基とアミノ基との間のアミド化共有結合反応を利用してビオチン又はビオチン類似体分子をポリマー分岐鎖末端の新たな機能基に共有結合し、ビオチン又はビオチン類似体がポリマーの分岐鎖末端に共有結合することを完成する。ビオチンを精製媒体とする例として、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDを得て、一つのビオチン分子は一つの特異的結合部位を提供することができる。ポリマー分岐鎖の官能基がCOONaであることを例とし、この場合にアクリル酸ナトリウムを用いてモノマー分子とし、1,3-プロパンジアミンと共有結合反応を行う前に、まずカルボキシル基活性化を行うことができ、従来のカルボキシル基活性化方法、例えばEDC・HClとNHSを加える方法を用いることができる。 After covalently bonding acrylic polymer molecules (e.g., sodium polyacrylate linear chains) to the outer surface of the magnetic beads, functional groups at the ends of the branched chains provide activation sites, or biotin or biotin analogue molecules are attached. Prior to ligation, the branched functional groups of the polymer molecule can be activated as required for the reaction, rendering it reactively active and forming activated sites. 3-Propanediamine is covalently attached to the active site of the polymer branch chain (each monomer acrylic unit structure can provide one active site) to form a new functional group (amino group) followed by carboxyl A covalent amidation reaction between a group and an amino group is used to covalently attach a biotin or biotin analogue molecule to a new functional group at the branched end of the polymer, and the biotin or biotin analogue is attached to the branched chain end of the polymer. Complete covalent bonding. As an example of using biotin as a purification medium, biotin-modified biomagnetic microspheres D can be obtained, one biotin molecule can provide one specific binding site. Take for example the functional group of the polymer branch chain is COONa, in this case sodium acrylate is used as the monomer molecule, which is first subjected to carboxyl group activation before covalent reaction with 1,3-propanediamine. A conventional carboxyl group activation method, such as adding EDC.HCl and NHS, can be used.
5.3.1.アクリル系ポリマー修飾磁性マイクロスフェアの製造
磁性マイクロスフェアAの製造:シリカで被覆された四酸化三鉄磁性マイクロスフェアの水溶液に対し、無水エタノールで磁性マイクロスフェアを洗浄し、3-アミノプロピルトリエトキシシラン(APTES、カップリング剤)のエタノール溶液を加え、反応し、洗浄し、磁性マイクロスフェアの外表面に大量のアミノ基を導入する。
5.3.1. Preparation of acrylic polymer-modified magnetic microspheres Preparation of magnetic microsphere A: For aqueous solution of triiron tetroxide magnetic microspheres coated with silica, wash the magnetic microspheres with absolute ethanol and apply 3-aminopropyltriethoxysilane. An ethanol solution of (APTES, a coupling agent) is added, reacted, washed, and a large amount of amino groups introduced onto the outer surface of the magnetic microspheres.
磁性マイクロスフェアBの製造:アクリル酸の水溶液に、1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC・HCl)及びN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)を加えてカルボキシル基活性化を行い、活性化後に磁性マイクロスフェアAを含む水溶液に加える。アクリル酸における活性化されたカルボキシル基と磁性マイクロスフェア外表面のアミノ基は共有結合(アミド結合)を形成し、磁性マイクロスフェアの外表面に大量の炭素-炭素二重結合を導入する。 Production of magnetic microsphere B: 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC·HCl) and N-hydroxysuccinimide (NHS) are added to an aqueous solution of acrylic acid to activate carboxyl groups. and added to the aqueous solution containing the magnetic microspheres A after activation. The activated carboxyl group in acrylic acid and the amino group on the outer surface of the magnetic microsphere form a covalent bond (amide bond), introducing a large amount of carbon-carbon double bonds to the outer surface of the magnetic microsphere.
磁性マイクロスフェアCの製造:磁性マイクロスフェアBにアクリル系モノマー分子の水溶液を加え、開始剤を添加し、炭素-炭素二重結合の重合反応を行う。アクリル系モノマー分子における炭素-炭素二重結合と磁性マイクロスフェア表面の炭素-炭素二重結合は開結合重合を行い、アクリル系ポリマー分子は共有結合で磁性マイクロスフェアの外表面に連結され、ここで、アクリル系ポリマーはカルボキシル系官能基を含み、前記カルボキシル系官能基は、カルボキシル基、ギ酸塩、ギ酸エステルなどの形式で存在していてもよい。好ましい一形態では、ギ酸ナトリウムの形式で存在し、この場合に例えばアクリル酸ナトリウム又はメタクリル酸ナトリウムをモノマー分子とする。他の好ましい一形態では、ギ酸エステルの形式で存在し、この場合に例えばアクリル酸エステル又はメタクリル酸エステルを用いてモノマー分子とする。ギ酸塩及びギ酸エステルはカルボキシル基によって活性化された後に比較的良好な反応活性を得ることができる。 Preparation of magnetic microsphere C: An aqueous solution of acrylic monomer molecules is added to magnetic microsphere B, an initiator is added, and a carbon-carbon double bond is polymerized. The carbon-carbon double bonds in the acrylic monomer molecules and the carbon-carbon double bonds on the surface of the magnetic microspheres undergo open bond polymerization, and the acrylic polymer molecules are covalently linked to the outer surface of the magnetic microspheres, where The acrylic polymer contains a carboxyl-based functional group, and the carboxyl-based functional group may exist in the form of a carboxyl group, a formate, a formate, or the like. In one preferred form, it is present in the form of sodium formate, in which case sodium acrylate or sodium methacrylate, for example, is the monomer molecule. In another preferred form, they are present in the form of formic acid esters, in which case, for example, acrylic or methacrylic acid esters are used as monomer molecules. Formates and formates can obtain relatively good reaction activity after being activated by carboxyl groups.
5.3.2.ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDの製造
磁性マイクロスフェアCの溶液:1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC・HCl)とN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)を加えて、マイクロスフェア外表面のポリマー分子側分岐鎖のカルボキシル基系官能基をカルボキシル基活性化した後、プロピレンジアミンの水溶液を加えてカップリング反応を行い、アクリル系ポリマー分子の側分岐鎖カルボキシル基位置にプロピレンジアミンをグラフトして、ポリマー側分岐鎖の官能基をカルボキシル基からアミノ基に変換する。
5.3.2. Preparation of Biotin-Modified Biomagnetic Microspheres D Solution of Magnetic Microspheres C: Add 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC.HCl) and N-hydroxysuccinimide (NHS) to prepare microspheres. After carboxyl-activating the carboxyl-based functional groups on the side branched chains of the polymer molecules on the outer surface of the sphere, an aqueous solution of propylenediamine is added to carry out a coupling reaction, and propylenediamine is added to the side-branched carboxyl groups of the acrylic polymer molecules. to convert the functional groups of the polymer side branches from carboxyl groups to amino groups.
ビオチンの水溶液:1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩とN-ヒドロキシスクシンイミドとを加え、ビオチン分子におけるカルボキシル基を活性化し、続いて磁性マイクロスフェアCを含む水溶液に加え、磁性マイクロスフェアCの外表面のポリマーの側分岐鎖の新生官能基(アミノ基)の位置にビオチンを共有結合的にカップリングさせ、アクリル系ポリマーの多数の側分岐鎖にそれぞれビオチン分子が連結された生体磁性マイクロスフェアDを得る。 Aqueous solution of biotin: 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride and N-hydroxysuccinimide are added to activate the carboxyl groups in the biotin molecule, and then added to the aqueous solution containing magnetic microspheres C, Biotin is covalently coupled to the position of the new functional group (amino group) of the side branched chain of the polymer on the outer surface of the magnetic microsphere C, and the biotin molecule is linked to each of the many side branched chains of the acrylic polymer. Biomagnetic microspheres D are obtained.
5.3.3.好ましい例
いくつかの好ましい形態では、上記生体磁性マイクロスフェアDの製造方法は以下のとおりである。
5.3.3. Preferred Examples In some preferred embodiments, the method for producing the biomagnetic microspheres D is as follows.
まず、0.5~1000mL(20%、v/v)のシリカで被覆された四酸化三鉄磁性マイクロスフェアの水溶液を量り取り、無水エタノールで磁性マイクロスフェアを洗浄し、10~300mLの3-アミノプロピルトリエトキシシラン(APTES、CAS:919-30-2)のエタノール溶液(5%~50%、v/v)を上記洗浄後の磁性マイクロスフェアに加え、2~72時間反応させ、無水エタノールと蒸留水で磁性マイクロスフェアを洗浄し、アミノ基修飾磁性マイクロスフェアAを得る。 First, weigh out 0.5-1000 mL (20%, v/v) of an aqueous solution of silica-coated triiron tetroxide magnetic microspheres, wash the magnetic microspheres with absolute ethanol, and add 10-300 mL of 3- An ethanol solution (5% to 50%, v/v) of aminopropyltriethoxysilane (APTES, CAS: 919-30-2) was added to the magnetic microspheres after the washing, reacted for 2 to 72 hours, and treated with absolute ethanol. and distilled water to obtain amino group-modified magnetic microspheres A.
1.0×10-4~1molのアクリル酸を取り、pH4~6の溶液Xに加え(溶液X:終濃度0.01~1mol/Lの2-モルホリノエタンスルホン酸(CAS:4432-31-9)、0.1~2mol/LのNaCl水溶液)、0.001~0.5molの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC・HCl、CAS:25952-53-8)及び0.001~0.5molのN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS、CAS:6066-82-6)を加え、3~60min反応させる。上記溶液を0.5~50mLの磁性マイクロスフェアAが混合されたpH7.2~7.5のPBS緩衝溶液に加え、1~48時間反応し、蒸留水で磁性マイクロスフェアを洗浄し、炭素-炭素二重結合で修飾された磁性マイクロボールBを得る。
Take 1.0×10 −4 to 1 mol of acrylic acid and add it to solution X of
0.5~50mLの磁性マイクロボールBを取り、0.5~200mLの5%~30%(w/v)アクリル酸ナトリウム溶液を加え、さらに10μL~20mLの2%~20%(w/v)過硫酸アンモニウム溶液及び1μL~1mLのテトラメチルエチレンジアミンを加え、3~60分間反応させた後に蒸留水で磁性マイクロスフェアを洗浄し、ポリアクリル酸ナトリウムで修飾された磁性マイクロスフェアCを得る。 Take 0.5-50 mL of magnetic microball B, add 0.5-200 mL of 5%-30% (w/v) sodium acrylate solution, and add 10 μL-20 mL of 2%-20% (w/v) ) Add an ammonium persulfate solution and 1 μL to 1 mL of tetramethylethylenediamine, react for 3 to 60 minutes, and then wash the magnetic microspheres with distilled water to obtain sodium polyacrylate-modified magnetic microspheres C.
0.5~50mLの磁性マイクロスフェアCを取ってpH4~6の溶液Xに移行し、0.001~0.5molの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC・HCl)と0.001~0.5molのN-ヒドロキシスクシンイミド(NHS)を加え、3~60min反応させる。続いて0.0001~1molの1,3-プロパンジアミンを溶解したpH7.2~7.5のPBS緩衝溶液を加え、1~48時間反応させる。蒸留水で洗浄した後にPBS緩衝溶液を加え、磁性マイクロスフェアCにおけるポリマー側分岐鎖のCOONaをアミノ官能基に変換し、溶液Xに1.0×10-6~3.0×10-4molのビオチンを秤取し、2.0×10-6~1.5×10-3molの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩と2.0×10-6~1.5×10-3molのN-ヒドロキシスクシンイミドを加え、3~60min反応させる。続いて上記洗浄後の磁性マイクロスフェア溶液に加え、1~48時間反応させ、蒸留水で洗浄した後にビオチン修飾磁性マイクロスフェアDを得る。
Take 0.5-50 mL of magnetic microspheres C, transfer to pH 4-6 solution X, and add 0.001-0.5 mol of 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC. HCl) and 0.001-0.5 mol of N-hydroxysuccinimide (NHS) are added and allowed to react for 3-60 min. Subsequently, a PBS buffer solution of pH 7.2-7.5 in which 0.0001-1 mol of 1,3-propanediamine is dissolved is added and reacted for 1-48 hours. After washing with distilled water, a PBS buffer solution was added to convert the COONa of the polymer-side branched chain in the magnetic microsphere C into an amino functional group, and add 1.0×10 −6 to 3.0×10 −4 mol to the solution X. of biotin was weighed out and 2.0×10 −6 to 1.5×10 −3 mol of 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride and 2.0×10 −6 to 1
5.4.本発明の第3の態様は、本発明の第1の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアをアビジン又はアビジン類似体と反応して得られる生体磁性マイクロスフェアを提供する。 5.4. A third aspect of the present invention provides biomagnetic microspheres obtained by reacting the biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the present invention with avidin or an avidin analogue.
6.本発明の第6の態様は、本発明の第2の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアの製造方法を提供し、この方法は、(i)請求項1に記載の生体磁性マイクロスフェアを提供するステップであって、第5の態様のステップ(1)から(4)で製造することができるステップと、(ii)精製媒体を前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端のビオチン又はビオチン類似体に連結するステップと、を含む。
6. A sixth aspect of the present invention provides a method of manufacturing the biomagnetic microspheres provided in the second aspect of the present invention, the method comprising: (i) providing biomagnetic microspheres according to
いくつかの好ましい形態では、前記生体磁性マイクロスフェアは、下記のステップによって製造される。ステップ(1)から(4)は、第5の態様と同じであり、ステップ(5)は、精製媒体を前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端のビオチンに連結する。 In some preferred forms, the biomagnetic microspheres are manufactured by the following steps. Steps (1) to (4) are the same as in the fifth aspect, and step (5) links the purification medium to biotin at the branched ends of the polymer of said biomagnetic microspheres.
7.本発明の第7の態様は、本発明の第2の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアの製造方法を提供し、この方法は、(i)請求項1に記載の生体磁性マイクロスフェアを提供するステップであって、第5の態様のステップ(1)から(4)で製造することができるステップと、(ii)アビジン又はアビジン類似体と精製媒体との共有結合複合体を精製媒体提供用の原料として、それをポリマーの分岐鎖末端に結合し、前記ビオチン又はビオチン類似体と前記アビジン又はアビジン類似体との間にアフィニティ複合体の結合作用を形成し、精製媒体付き生体磁性マイクロスフェアを得るステップと、を含む。
7. A seventh aspect of the present invention provides a method of manufacturing the biomagnetic microspheres provided in the second aspect of the present invention, the method comprising: (i) providing biomagnetic microspheres according to
独立して任意に、(6)磁石で生体磁性マイクロスフェアを沈降し、液相を除去し、洗浄するステップを含み、
独立して任意に、前記精製媒体の交換を含み、適当な条件で前記アビジン又はアビジン類似体と精製媒体との共有結合複合体を溶出することによって実現することができる。
independently optionally, (6) sedimenting the biomagnetic microspheres with a magnet, removing the liquid phase, and washing;
Optionally, this can be accomplished independently by eluting the covalent complex of the avidin or avidin analogue with the purification medium, optionally including exchanging the purification medium under suitable conditions.
いくつかの好ましい形態では、前記生体磁性マイクロスフェアは、下記の5つのステップによって製造される。ステップ(1)~(4)は、第5の形態と同じであり、ステップ(5)は、上記のステップ(ii)と同じである。 In some preferred forms, the biomagnetic microspheres are manufactured by the following five steps. Steps (1)-(4) are the same as in the fifth mode, and step (5) is the same as step (ii) above.
8.本発明の第8の態様は、本発明の第4の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアの製造方法を提供する。 8. An eighth aspect of the invention provides a method of making biomagnetic microspheres provided in the fourth aspect of the invention.
本発明の第4の態様は、アフィニティタンパク質磁性マイクロスフェアを提供する。 A fourth aspect of the invention provides affinity protein magnetic microspheres.
本発明の第4の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアは、第1の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアを原料とし、さらにアビジン又はその類似体とアフィニティタンパク質との共有結合複合体を結合して得られ、ビオチン又はその類似体とアビジン又はその類似体との間のアフィニティ複合体作用により、アフィニティ複合体を前記生体磁性マイクロスフェアのポリマー分岐鎖に担持する。 The biomagnetic microspheres provided in the fourth aspect of the present invention are made from the biomagnetic microspheres provided in the first aspect, and further bind a covalent complex of avidin or an analogue thereof and an affinity protein. and the affinity complexes are carried on the polymer branches of the biomagnetic microspheres by the affinity complex action between biotin or its analogues and avidin or its analogues.
好ましい一形態では、本発明の第4の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアは、本発明の第1の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアを原料とし、さらにアビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eを結合して得られる。 In one preferred form, the biomagnetic microspheres provided in the fourth aspect of the present invention are made from the biomagnetic microspheres provided in the first aspect of the present invention, and further comprise an avidin-affinity protein covalent complex It is obtained by combining E.
アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体E:アビジン-アフィニティタンパク質複合体Eとも呼ばれ、共有結合の方式で連結された複合体であり、一端がアビジン又はその類似体、他端がアフィニティタンパク質であり、両者は共有結合で直接連結され、又は共有結合連結要素で間接的に連結される。前記共有結合連結基は、共有結合、連結ペプチドなどを含む。アビジン-アフィニティタンパク質複合体Eとして、例えば、ストレプトアビジンを有するアフィニティタンパク質が挙げられ、ここで、アフィニティタンパク質としては、プロテインA、プロテインG及び/又はプロテインLなどが挙げられるがこれらに限定されない。アビジン-アフィニティタンパク質複合体Eとしては、さらに、ストレプトアビジン-プロテインA複合体、ストレプトアビジン-プロテインAの融合タンパク質、ストレプトアビジン-増強型緑色蛍光タンパク質-プロテインAの融合タンパク質(Protein A-eGFP-Streptavidin)、Protein A-eGFP-Tamavidin2、Protein A-eGFP-Tamavidin1などが挙げられ、ここで、eGFPは広義にeGFPの変異体を含み、Streptavidinはストレプトアビジンであり、Tamavidin1とTamavidin2はいずれもアビジン類似体である。 avidin-affinity protein covalent complex E: also called avidin-affinity protein complex E, a complex linked in a covalent manner, with avidin or an analogue thereof at one end and an affinity protein at the other end, Both are directly linked by a covalent bond or indirectly linked by a covalent linking element. The covalent linking groups include covalent bonds, linking peptides, and the like. Avidin-affinity protein complex E includes, for example, affinity proteins with streptavidin, where affinity proteins include but are not limited to protein A, protein G and/or protein L and the like. The avidin-affinity protein complex E further includes a streptavidin-protein A complex, a streptavidin-protein A fusion protein, and a streptavidin-enhanced green fluorescent protein-protein A fusion protein (Protein A-eGFP-Streptavidin ), Protein A-eGFP-Tamavidin2, Protein A-eGFP-Tamavidin1, etc., where eGFP broadly includes eGFP variants, Streptavidin is streptavidin, and both Tamavidin1 and Tamavidin2 are avidin analogs is.
アビジンはビオチンと特異的に結合し、アフィニティ複合体を形成する。上記アビジンとビオチンとのアフィニティ複合体の結合作用は他のアフィニティ複合体の結合作用で代替することができ、同様にアフィニティタンパク質を交換した後に再利用する効果を実現することができる。ただし、アビジンとビオチンが提供するアフィニティ複合体作用はより好ましい。これは両者の間の特異性が高く、親和力が強く、且つビオチンはアビジンとの結合ドメインに加え、さらに結合可能なカルボキシル基を1つ増加し、またアビジンはアフィニティタンパク質と融合タンパク質に製造しやすいためである。 Avidin specifically binds to biotin to form an affinity complex. The binding action of the affinity complex of avidin and biotin can be replaced by the binding action of another affinity complex, and similarly the effect of reusing the affinity protein after exchange can be realized. However, the affinity complexing action provided by avidin and biotin is more preferred. This is due to the high specificity and strong affinity between the two, and biotin adds to the binding domain with avidin, further increasing the binding carboxyl group by one, and avidin is easy to produce into affinity proteins and fusion proteins. It's for.
アフィニティ複合体の選択基準:特異性が優れ、親和力が強く、さらに化学的に結合可能な部位を1つ提供し、それによってポリマー分岐鎖末端に共有結合することができ、又は化学修飾された後にポリマーの分岐鎖末端に共有結合することができる。 Criteria for selection of affinity conjugates: good specificity, strong affinity, and provide one chemically conjugable site by which they can be covalently attached to the ends of polymer branches, or after being chemically modified It can be covalently attached to the branched chain ends of the polymer.
8.1.製造過程
いくつかの実施形態において、上記第5の態様に製造された生体磁性マイクロスフェア(ビオチン磁性マイクロスフェア)に基づいて以下のステップ(5)を行い、アフィニティタンパク質を精製媒体とする磁性マイクロスフェアシステムを得る。
8.1. Manufacturing process In some embodiments, the following step (5) is performed based on the biomagnetic microspheres (biotin magnetic microspheres) manufactured in the fifth aspect above to obtain magnetic microspheres using an affinity protein as a purification medium. get the system.
ステップ(5):アビジン又はアビジン類似体とアフィニティタンパク質との共有結合複合体(例えばアビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体E)を結合する。ビオチン又はその類似体とアビジン又はその類似体との間の特異的結合作用により、前記共有結合複合体(例えばアビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体E)をポリマーの分岐鎖末端に結合し、ビオチン又はその類似体とアビジン又はその類似体との間にアフィニティ複合体の結合作用を形成し、アフィニティタンパク質磁性マイクロスフェアを得る。 Step (5): Binding a covalent complex of avidin or an avidin analogue to an affinity protein (eg avidin-affinity protein covalent complex E). A specific binding interaction between biotin or an analogue thereof and avidin or an analogue thereof binds said covalent complex (e.g. avidin-affinity protein covalent complex E) to the branched end of the polymer, biotin or An affinity complex is formed between the analogue and avidin or an analogue thereof to form affinity protein magnetic microspheres.
例えば、アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体E(例えば、ストレプトアビジン付きアフィニティタンパク質であり、ここで、アフィニティタンパク質はプロテインA、プロテインG又は/及びプロテインLなどから選択されるがこれらに限定されない)を、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDの系に添加し、ビオチンとアビジン(例えばストレプトアビジン)との間の極めて強い特異性親和力を利用し、アフィニティタンパク質を磁気ビーズ外表面のポリマー分岐鎖末端に非共有結合し、抗体系物質の分離精製に使用可能なアフィニティタンパク質修飾磁気ビーズを得て、アフィニティタンパク質を精製媒体とし、標的タンパク質を捕捉するための結合部位を提供する。 For example, avidin-affinity protein covalent complex E (for example, an affinity protein with streptavidin, wherein the affinity protein is selected from, but not limited to, protein A, protein G or/and protein L, etc.) , added to a system of biotin-modified biomagnetic microspheres D, exploiting the extremely strong specific affinity between biotin and avidin (e.g., streptavidin) to non-covalently attach affinity proteins to polymer branched ends on the outer surface of magnetic beads. Affinity protein-modified magnetic beads are obtained that bind and can be used for the separation and purification of antibody-based substances, using the affinity protein as a purification medium and providing a binding site for capturing the target protein.
8.2.製造過程の例
本発明の第4の態様に提供される生体磁性マイクロスフェアは、ビオチン-アビジン-アフィニティタンパク質の方式で前記ポリマーの分岐鎖末端に連結されることを例とし、以下のステップにより製造することができる。
8.2. Example of Manufacturing Process The biomagnetic microspheres provided in the fourth aspect of the present invention are exemplified by being linked to the branched ends of the polymer in the manner of biotin-avidin-affinity protein, and are manufactured by the following steps: can do.
(1)磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行い、アミノ基を磁性マイクロスフェア本体の外表面に導入し、アミノ基修飾磁性マイクロスフェアAを形成し、前記磁性マイクロスフェア本体がSiO2で被覆された磁性材料である場合、前記カップリング剤は、好ましくはアミノ化シランカップリング剤である。 (1) The magnetic microsphere body is chemically modified, amino groups are introduced into the outer surface of the magnetic microsphere body to form amino group-modified magnetic microsphere A, and the magnetic microsphere body is coated with SiO2 . magnetic material, the coupling agent is preferably an aminated silane coupling agent.
好ましい一形態では、カップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行う。 In one preferred form, the magnetic microsphere bodies are chemically modified using a coupling agent.
前記磁性マイクロスフェア本体がSiO2で被覆された磁性材料である場合、シランカップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行うことができる。このとき、前記シランカップリング剤は、好ましくはアミノ化シランカップリング剤である。 When the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO 2 , a silane coupling agent can be used to chemically modify the magnetic microsphere body. At this time, the silane coupling agent is preferably an aminated silane coupling agent.
(2)カルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用してアクリル酸分子を前記磁性マイクロスフェアAの外表面に共有結合し、炭素-炭素二重結合を導入し、炭素-炭素二重結合含有磁性微小球Bを形成する。 (2) covalent bonding of acrylic acid molecules to the outer surface of the magnetic microspheres A by utilizing the covalent bonding reaction between carboxyl groups and amino groups to introduce carbon-carbon double bonds; Magnetic microspheres B containing double bonds are formed.
(3)架橋剤を加えない条件で、炭素-炭素二重結合の重合反応を利用し、アクリル系モノマー分子(例えばアクリル酸ナトリウム)を重合し、得られたアクリル系ポリマー鎖は線状主鎖と官能基を含む分岐鎖とを有し、ポリマーは線状主鎖の一端によって磁性マイクロスフェアBの外表面に共有結合され、アクリル系ポリマー修飾磁性マイクロスフェアCを形成する。 (3) Polymerizing an acrylic monomer molecule (such as sodium acrylate) using a carbon-carbon double bond polymerization reaction without adding a cross-linking agent, and the resulting acrylic polymer chain is a linear main chain. and branched chains containing functional groups, the polymer is covalently bonded to the outer surface of magnetic microsphere B by one end of the linear backbone to form acrylic polymer-modified magnetic microsphere C.
前記官能基の好ましい一実施形態は特異的結合部位である。 A preferred embodiment of said functional group is a specific binding site.
前記官能基の他の好ましい態様は、上記第1の態様と一致する。 Other preferred aspects of the functional group are consistent with the first aspect above.
(4)前記ポリマーの分岐鎖に含まれる官能基により、ビオチンを共有結合し、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDを得る。 (4) A biotin-modified biomagnetic microsphere D is obtained by covalently bonding biotin to the functional group contained in the branched chain of the polymer.
(5)ビオチンとアビジンとの特異的結合作用によって、アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eをポリマーの分岐鎖末端に結合し、ビオチンとアビジンとの間にアフィニティ複合体の結合作用を形成し、アフィニティタンパク質で修飾された生体磁性マイクロスフェアを得る(生体磁性マイクロスフェア)。 (5) binding the avidin-affinity protein covalent complex E to the branched end of the polymer through the specific binding action of biotin and avidin to form the binding action of the affinity complex between biotin and avidin; Affinity protein-modified biomagnetic microspheres are obtained (biomagnetic microspheres).
独立して任意に、(6)磁石でアフィニティタンパク質磁性マイクロスフェアを沈降し、液相を除去し、洗浄するステップを含む。 Optionally independently, (6) sedimenting the affinity protein magnetic microspheres with a magnet, removing the liquid phase, and washing.
さらに独立して任意に、(7)前記アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eを交換し、適切な条件で前記アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eを溶出することによって実現することができるステップを含む。 Further independently optionally, (7) exchanging said avidin-affinity protein covalent complex E and eluting said avidin-affinity protein covalent complex E under suitable conditions. include.
8.3.生体磁性マイクロスフェア:アビジン-プロテインAが結合された生体磁性マイクロスフェアFの製造
(アフィニティタンパク質が結合された生体磁性マイクロスフェアF、プロテインAで修飾された生体磁性マイクロスフェアF、プロテインAで修飾された磁性マイクロスフェア)
8.3. Biomagnetic Microspheres: Avidin-Protein A conjugated Biomagnetic Microspheres F (Affinity Protein conjugated Biomagnetic Microspheres F, Protein A modified Biomagnetic Microspheres F, Protein A modified magnetic microspheres)
アビジン-プロテインA結合複合体E(例えば、Protein A-eGFP-Streptavidin、Protein A-eGFP-Tamvavidin2)の融合タンパク質溶液に、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDを加え、混合してインキュベートする。アビジン(例えばStreptavidin又はTamvavidin2)とビオチンとの特異的に結合により、Protein Aを生体磁性マイクロスフェアDの外表面のポリマー分岐鎖の末端基に固定し、アビジン-プロテインAが結合された生体磁性マイクロスフェアFを得る。得られた生体磁性マイクロスフェアF構造において、アクリル酸重合体の側分岐鎖はビオチン-アビジン-プロテインAのアフィニティ複合体構造を含み、生体素端により共有結合的にポリマーの線状主鎖分岐点に連結され、ビオチンとアビジンとの間にアフィニティ複合体の非共有結合の強い特異性結合作用を形成し、アビジンとプロテインAとの間は共有結合で連結され、アビジンとプロテインAとの間に蛍光ラベルを挿入することができ、さらに他の連結ペプチドを挿入することができる。 Biotin-modified biomagnetic microspheres D are added to the fusion protein solution of avidin-Protein A binding complex E (eg, Protein A-eGFP-Streptavidin, Protein A-eGFP-Tamvavidin2), mixed and incubated. The specific binding of avidin (eg, Streptavidin or Tamvavidin2) and biotin anchors Protein A to the terminal groups of polymer branches on the outer surface of biomagnetic microspheres D, resulting in avidin-protein A bound biomagnetic microspheres. Get Sphere F. In the resulting biomagnetic microsphere F structure, the acrylic acid polymer side-branches contain biotin-avidin-protein A affinity complex structures, covalently linked to the polymer's linear main chain branch points by the bio-ends. to form a non-covalent strong specific binding action of the affinity complex between biotin and avidin, between avidin and protein A is covalently linked, and between avidin and protein A Fluorescent labels can be inserted, and other connecting peptides can be inserted.
ここで、アビジン-プロテインAの融合タンパク質、例えばProtein A-eGFP-Streptavidin融合タンパク質とProtein A-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質は、いずれもIVTT反応により生体外無細胞タンパク質合成を行って得ることができる。この時、前記生体磁性マイクロスフェアDはIVTT反応後に得られた上清と混合し、生体磁性マイクロスフェアDの外表面のビオチンと溶液中のアビジン融合タンパク質との間の特異性結合作用により、アフィニティープロテインAの結合を実現する。 Avidin-Protein A fusion proteins such as Protein A-eGFP-Streptavidin fusion protein and Protein A-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein can be obtained by in vitro cell-free protein synthesis by IVTT reaction. At this time, the biomagnetic microsphere D is mixed with the supernatant obtained after the IVTT reaction, and affinity Accomplish protein A binding.
8.4.前記生体磁性マイクロスフェアの外表面のアフィニティタンパク質結合量は以下の方法により確定することができる(蛍光タンパク質eGFP標識を例とする)。 8.4. The amount of affinity protein binding on the outer surface of the biomagnetic microspheres can be determined by the following method (using fluorescent protein eGFP labeling as an example).
まず、アフィニティタンパク質の溶液と磁気ビーズとの結合反応が終了した後、アフィニティタンパク質が結合した生体磁性マイクロスフェアを磁石で吸着し、沈降させる。その後、液相を分離収集し、フロースルーと記す。この場合、液相中のアフィニティタンパク質濃度が減少する。生体磁性マイクロスフェアに結合する前後のIVTT反応で得られた上清における蛍光タンパク質eGFP蛍光値の変化値を測定することにより、生体磁性マイクロスフェアに結合された蛍光タンパク質eGFPの蛍光強度を算出し、アフィニティタンパク質濃度を換算して得る。フロースルー中のアフィニティタンパク質濃度が、生体磁性マイクロスフェアとのインキュベートの前のIVTT溶液中のアフィニティタンパク質濃度と比べて、基本的に変化しない場合は、生体磁性マイクロスフェアのアフィニティタンパク質に対する吸着が飽和傾向にあり、対応する蛍光タンパク質eGFPの蛍光値が顕著に変化しないことを意味する。eGFPタンパク質の純品を採用し、蛍光値とeGFPタンパク質濃度の標準曲線を確立し、それにより生体磁性マイクロスフェアに結合されたアビジン-アフィニティタンパク質(例えば:ストレプトアビジン-プロテインA)の含有量、濃度を測定した。 First, after the binding reaction between the affinity protein solution and the magnetic beads is completed, the biomagnetic microspheres bound with the affinity protein are adsorbed with a magnet and sedimented. The liquid phase is then separated and collected and designated as flow-through. In this case the affinity protein concentration in the liquid phase is reduced. Calculating the fluorescence intensity of the fluorescent protein eGFP bound to the biomagnetic microspheres by measuring the change in the fluorescence value of the fluorescent protein eGFP in the supernatant obtained in the IVTT reaction before and after binding to the biomagnetic microspheres, Calculate the affinity protein concentration. Adsorption of biomagnetic microspheres to affinity proteins tends to saturate when the affinity protein concentration in the flow-through is essentially unchanged compared to the affinity protein concentration in the IVTT solution prior to incubation with the biomagnetic microspheres. , meaning that the fluorescence value of the corresponding fluorescent protein eGFP does not change significantly. A pure eGFP protein is taken to establish a standard curve of fluorescence values and eGFP protein concentration, thereby determining the content, concentration of avidin-affinity protein (eg: streptavidin-protein A) bound to the biomagnetic microspheres. was measured.
プロテインAで修飾された生体磁性マイクロスフェアを用いて抗体の分離精製を行う時に、以下の方法により抗体結合量を算出することができる(ウシ血清抗体を例とする)。プロテインAで修飾された磁気ビーズをウシ血清抗体の溶液(例えば生体外タンパク質合成系を用いて抗体を発現して取得し又は市販して取得する)とインキュベートし、反応が終了した後、溶出緩衝液を用いてウシ血清抗体を磁気ビーズから溶出し、分離して得られたウシ血清抗体は溶出液に存在する。Bradford法を用いて溶出液中のウシ血清アルブミンの濃度を測定する。同時にBSAを標準タンパク質として、マイクロプレートリーダーテストを行い、標準タンパク質を参照として、精製抗体のタンパク質濃度を算出することができ、さらに分離精製の収量、収率を算出する。 When antibodies are separated and purified using protein A-modified biomagnetic microspheres, the amount of antibody binding can be calculated by the following method (using bovine serum antibodies as an example). Incubate the protein A-modified magnetic beads with a solution of bovine serum antibodies (e.g., obtain by expressing antibodies using an in vitro protein synthesis system or obtain commercially), and after the reaction is complete, add an elution buffer. A solution is used to elute the bovine serum antibodies from the magnetic beads, and the separated bovine serum antibodies are present in the eluate. The concentration of bovine serum albumin in the eluate is determined using the Bradford method. At the same time, a microplate reader test is performed using BSA as a standard protein, the protein concentration of the purified antibody can be calculated using the standard protein as a reference, and the yield of separation and purification can be calculated.
8.5.生体磁性マイクロスフェアの再生:精製媒体の交換(アフィニティタンパク質をプロテインAとする例)
プロテインAの溶出と交換:アビジンを溶出すると同時にプロテインAの同期脱離を実現し、したがって、アビジン-プロテインAの交換でもある。
8.5. Regeneration of biomagnetic microspheres: replacement of purification media (example with protein A as affinity protein)
Protein A elution and exchange: Elution of avidin simultaneously achieves synchronous desorption of protein A, hence avidin-protein A exchange.
例えば、プロテインAで修飾された生体磁性マイクロスフェアFに変性緩衝液(尿素及びドデシル硫酸ナトリウムを含む)を加え、95℃の金属浴でインキュベートし、生体磁性マイクロスフェアDにおけるビオチンと結合するアビジン-プロテインAの融合タンパク質(例えば、SPA-eGFP-Tamvavidin2)を溶出し、再生された生体磁性マイクロスフェアD(ポリマー分岐鎖末端のビオチンの結合部位を放出する)を取得し、続いて再生された生体磁性マイクロスフェアDに新鮮なアビジン-プロテインAの融合タンパク質を含有する溶液(例えばSPA-eGFP-Tamvavidin2のIVTT反応後の上清)を添加し、放出された生体磁性マイクロスフェアDのビオチン結合部位に新たなアビジン-プロテインA(例えば、SPA-eGFP-Tamvavidin2)を再結合させ、ビオチンとアビジン(例えばTamvavidin2)との間に非共有結合の特異的結合作用を新たに形成し、それによりプロテインAの交換を実現し、再生された生体磁性マイクロスフェアFを得る。 For example, biomagnetic microspheres F modified with protein A are added with a denaturing buffer (containing urea and sodium dodecyl sulfate), incubated in a metal bath at 95° C., and avidin- which binds biotin in biomagnetic microspheres D. Protein A fusion protein (e.g., SPA-eGFP-Tamvavidin2) is eluted to obtain regenerated biomagnetic microspheres D (which release binding sites for biotin at the ends of polymer branched chains), followed by refolded biomagnetic microspheres. A solution containing a fresh avidin-protein A fusion protein (for example, the supernatant after the IVTT reaction of SPA-eGFP-Tamvavidin2) was added to the magnetic microsphere D, and the biotin-binding site of the released biomagnetic microsphere D was added. New avidin-Protein A (eg, SPA-eGFP-Tamvavidin2) is allowed to recombine, forming a new non-covalent specific binding interaction between biotin and avidin (eg, Tamvavidin2), thereby binding Protein A. The exchange is realized to obtain the regenerated biomagnetic microspheres F.
9.磁性マイクロスフェアの位置制御
本発明の第1から第4の態様に記載の生体磁性マイクロスフェア(生体磁性マイクロスフェアD及び生体磁性マイクロスフェアFを含むがそれらに限定されない)を得た後、磁石を利用して磁性マイクロスフェアを沈降し、液相を除去し、吸着された雑タンパク質又は/及び他の不純物を洗浄して除去することができる。
9. Magnetic Microsphere Position Control After obtaining the biomagnetic microspheres according to the first to fourth aspects of the invention (including but not limited to biomagnetic microsphere D and biomagnetic microsphere F), the magnet is It can be used to sediment the magnetic microspheres, remove the liquid phase, and wash away adsorbed miscellaneous proteins and/or other impurities.
磁性マイクロスフェアのサイズ及びポリマーの化学パラメータと構造パラメータを制御することにより、前記磁性マイクロスフェアは液相に安定的に懸濁することができ、2日又はさらにより長い時間内に沈降しない。また、攪拌を続けない条件で、液状系に安定に懸濁することができる。磁性マイクロスフェアは数ミクロンひいては1ミクロン以下のナノサイズに制御することができる一方、磁性マイクロスフェア外表面のポリマーのグラフト密度を調整することができ、さらにポリマー自体の親水性、構造タイプ、流体力学半径、鎖長さ、分岐鎖数、分岐鎖長さなどの特徴を調整することができ、それにより磁性マイクロスフェアシステムが系における懸濁性能をよりよく制御し、磁性マイクロスフェアシステムと生体外タンパク質合成反応混合系との十分な接触を実現する。一つの好ましい前記磁性マイクロスフェアのサイズは約1マイクロメートルである。 By controlling the size of the magnetic microspheres and the chemical and structural parameters of the polymer, said magnetic microspheres can be stably suspended in a liquid phase and will not settle out within two days or even longer. Moreover, it can be stably suspended in a liquid system under the condition that stirring is not continued. Magnetic microspheres can be controlled to a nanosize of a few microns or even submicron, while the grafting density of the polymer on the outer surface of the magnetic microsphere can be adjusted, and furthermore the hydrophilicity, structural type, hydrodynamics of the polymer itself can be controlled. Characteristics such as radius, chain length, number of branches and length of branched chains can be adjusted, which allows the magnetic microsphere system to better control the suspension performance in the system, and the magnetic microsphere system and in vitro protein Provide sufficient contact with the synthesis reaction mixture system. One preferred magnetic microsphere size is about 1 micrometer.
10.本発明の第9の態様は、本発明の第1から第4の態様に記載の生体磁性マイクロスフェアのタンパク質系物質の分離精製における使用を提供する。 10. A ninth aspect of the present invention provides use of the biomagnetic microspheres according to the first to fourth aspects of the present invention in separating and purifying proteinaceous substances.
好ましい一形態では、前記生体磁性マイクロスフェアの抗体系物質の分離精製における使用である。 In a preferred embodiment, the biomagnetic microspheres are used for separation and purification of antibody-based substances.
前記抗体系物質の定義は用語部分を参照する。 The definition of said antibody-based substance refers to the term part.
本発明は、特に前記生体磁性マイクロスフェアの抗体、抗体断片、抗体融合タンパク質、抗体断片融合タンパク質の分離精製における使用を提供する。 The present invention particularly provides the use of said biomagnetic microspheres in the separation and purification of antibodies, antibody fragments, antibody fusion proteins and antibody fragment fusion proteins.
前記精製媒体は、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される場合、前記使用はさらに生体磁性マイクロスフェアの再生使用を含み、即ち精製媒体の交換後再利用を含む。 When the purification medium is linked to the branched ends of the polymer by a linking element comprising an affinity complex, the use further comprises recycling the biomagnetic microspheres, ie reuse after exchange of the purification medium.
11.本発明の第10の態様は、本発明の第2の態様又は第4の態様に記載の生体磁性マイクロスフェアの抗体系物質の分離精製における使用、特に抗体、抗体断片、抗体融合タンパク質、抗体断片融合タンパク質の分離精製における使用を提供する。 11. A tenth aspect of the present invention is the use of the biomagnetic microspheres according to the second or fourth aspect of the present invention in the separation and purification of antibody-based substances, particularly antibodies, antibody fragments, antibody fusion proteins, antibody fragments. Use in the isolation and purification of fusion proteins is provided.
前記精製媒体はアフィニティタンパク質である。 Said purification medium is an affinity protein.
好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、ビオチン-アビジン-アフィニティタンパク質の方式でポリマーの分岐鎖に連結する。 Preferably, said affinity protein is linked to the branched chain of the polymer in a biotin-avidin-affinity protein fashion.
前記アフィニティタンパク質は、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される場合(例えば、第4の態様に記載の生体磁性マイクロスフェア)、前記使用はさらに生体磁性マイクロスフェアの再生使用を含み、即ちアフィニティタンパク質の交換後再利用を含む。 When said affinity protein is linked to the branched ends of said polymer by a linking element comprising an affinity complex (e.g. the biomagnetic microspheres according to the fourth aspect), said use further regenerates biomagnetic microspheres Includes use, ie reuse after exchange of the affinity protein.
この使用の生体磁性マイクロスフェアにおいて、アフィニティタンパク質とポリマーの線状主鎖との間の分岐鎖骨格にアフィニティ複合体の結合作用が存在し、この時に任意にアフィニティタンパク質の交換を行った後に再利用することができ、前記生体磁性マイクロスフェアは再生して使用することができる。好ましくは、アフィニティタンパク質とポリマーの線状主鎖との間の分岐鎖骨格にビオチン-アビジンのアフィニティ複合体結合作用が存在し、即ちアフィニティタンパク質はビオチン-アビジン-アフィニティタンパク質の方式でポリマー分岐鎖に連結され、この時に生体磁性マイクロスフェアはアビジン-アビジンの溶出によって交換することもできる。 In the biomagnetic microspheres of this use, the binding action of the affinity complex resides in the branched backbone between the affinity protein and the linear backbone of the polymer, at which time it is optionally reused after exchange of the affinity protein. and the biomagnetic microspheres can be regenerated and used. Preferably, the biotin-avidin affinity complex binding action resides in the branched backbone between the affinity protein and the linear backbone of the polymer, ie the affinity protein binds to the polymer branch in a biotin-avidin-affinity protein fashion. Once ligated, the biomagnetic microspheres can also be exchanged by avidin-avidin elution at this time.
12.本発明の第11の態様は、生体磁性マイクロスフェアを提供する。前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを少なくとも1種有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、精製媒体が連結されており、前記精製媒体は、アビジン型タグ、ポリペプチド型タグ、タンパク質型タグ、抗体型タグ、抗原型タグ、又はそれらの組み合わせから選択される。 12. An eleventh aspect of the present invention provides biomagnetic microspheres. At least one type of polymer having a linear main chain and a branched chain is provided on the outer surface of the magnetic microsphere main body, one end of the linear main chain is fixed to the outer surface of the magnetic microsphere main body, and The end is free from the outer surface of the main body of the magnetic microsphere, and a purification medium is linked to the branched chain end of the polymer of the magnetic microsphere, and the purification medium is an avidin-type tag, a polypeptide-type tag, or a protein-type tag. selected from tags, antibody-type tags, antigen-type tags, or combinations thereof.
好ましい一形態では、前記アビジン型タグは、アビジン、ビオチンと結合可能なアビジン類似体、ビオチン類似体と結合可能なアビジン類似体、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, the avidin-type tag is avidin, an avidin analogue capable of binding to biotin, an avidin analogue capable of binding to a biotin analogue, or a combination thereof.
好ましい一形態では、前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体、又はそれらの組み合わせである。 In one preferred form, the avidin is streptavidin, modified streptavidin, streptavidin analogs, or a combination thereof.
好ましい一形態では、前記ポリペプチド型タグは、CBPタグ、ヒスチジンタグ、C-Mycタグ、FLAGタグ、Spotタグ、Cタグ、Aviタグ、Stregタグ、WRHPQFGG(SEQ ID No:7)配列を含むタグ、WRHPQFGG(SEQ ID No:7)の変体配列を含むタグ、RKAAVSHW(SEQ ID No:8)配列を含むタグ、RKAAVSHW(SEQ ID No:8)の変体配列を含むタグ、又はそれらの組み合わせから選択されるいずれかのタグ又はその変体であり、前記Stregタグは、WSHPQFEK(SEQ ID No:9)及びその変体を含む。 In a preferred embodiment, the polypeptide tag is a CBP tag, a histidine tag, a C-Myc tag, a FLAG tag, a Spot tag, a C tag, an Avi tag, a Streg tag, and a tag containing a WRHPQFGG (SEQ ID No: 7) sequence. , a tag containing a variant sequence of WRHPQFGG (SEQ ID No: 7) , a tag containing a sequence of RKAAVSHW (SEQ ID No: 8) , a tag containing a variant sequence of RKAAVSHW (SEQ ID No: 8) , or a combination thereof or variants thereof, wherein the Streg tag includes WSHPQFEK (SEQ ID No: 9) and variants thereof.
好ましい一形態では、前記タンパク質型タグは、アフィニティタンパク質、SUMOタグ、GSTタグ、MBPタグ、及びそれらの組み合わせから選択されるいずれかのタグ及びその変体である。 In one preferred form, the protein-based tag is any tag selected from affinity proteins, SUMO tags, GST tags, MBP tags, and combinations thereof and variants thereof.
好ましい一形態では、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを少なくとも1種有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に共有結合的に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、アフィニティタンパク質が連結されている。 In one preferred form, the outer surface of the main body of the magnetic microsphere has at least one type of polymer having a linear main chain and a branched chain, and one end of the main linear chain is shared on the outer surface of the main body of the magnetic microsphere. Bindingly immobilized, the other end of the polymer is free from the outer surface of the main body of the magnetic microsphere, and the affinity protein is linked to the branched chain end of the polymer of said magnetic microsphere.
好ましくは、さらに、前記アフィニティタンパク質とポリマーの線状主鎖との間の分岐鎖骨格にアフィニティ複合体の結合作用が存在する。 Preferably, there is also a binding function of the affinity complex on the branched backbone between said affinity protein and the linear backbone of the polymer.
より好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインL、又はそれらの組み合わせから選択される。 More preferably, said affinity protein is selected from protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G, denatured protein L, or combinations thereof.
下記実施例2~6の生体外無細胞タンパク質合成方法に用いられる生体外タンパク質合成系(IVTT系)は、9.78mMのpH8.0トリスヒドロキシメチルアミノメタン塩酸(Tris-HCl)、80mMの酢酸カリウム、5mMの酢酸マグネシウム、1.8mMのヌクレオシド三リン酸混合物(アデニンヌクレオシド三リン酸、グアニンヌクレオシド三リン酸、シトシンヌクレオシド三リン酸及びウラシルヌクレオシド三リン酸であり、それぞれのヌクレオシド三リン酸の濃度は1.8mMである)、0.7mMのアミノ酸混合物(グリシン、アラニン、バリン、ロイシン、イソロイシン、フェニルアラニン、プロリン、トリプトファン、セリン、チロシン、システイン、メチオニン、アスパラギン、グルタミン、スレオニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、リジン、アルギニン及びヒスチジンであり、各アミノ酸濃度は0.1mMである)、15mMのグルコース、320mMのマルトデキストリン(グルコース単位計算でモル濃度は約52mg/mLである)、24mMのリン酸三カリウム、2%(w/v)のポリエチレングリコール8000の成分(いずれも最終濃度)を含み、最後に50体積%の細胞抽出物(具体的には酵母細胞抽出物、より具体的にはクルイベロミセス・ラクチス細胞抽出物)を添加する。 The in vitro protein synthesis system (IVTT system) used in the in vitro cell-free protein synthesis method of Examples 2 to 6 below contains 9.78 mM pH 8.0 trishydroxymethylaminomethane hydrochloride (Tris-HCl), 80 mM acetic acid Potassium, 5 mM magnesium acetate, 1.8 mM nucleoside triphosphate mixture (adenine nucleoside triphosphate, guanine nucleoside triphosphate, cytosine nucleoside triphosphate and uracil nucleoside triphosphate; concentration is 1.8 mM), 0.7 mM amino acid mixture (glycine, alanine, valine, leucine, isoleucine, phenylalanine, proline, tryptophan, serine, tyrosine, cysteine, methionine, asparagine, glutamine, threonine, aspartic acid, glutamic acid , lysine, arginine and histidine, each amino acid concentration is 0.1 mM), 15 mM glucose, 320 mM maltodextrin (molar concentration is about 52 mg/mL with glucose unit calculation), 24 mM tripotassium phosphate , 2% (w/v) of polyethylene glycol 8000 (both final concentrations), and finally 50% by volume of cell extract (specifically yeast cell extract, more specifically Kluyveromyces - Add lactis cell extract).
ここで、前記クルイベロミセス・ラクチス抽出物に内因性発現のT7 RNAポリメラーゼが含まれる。前記クルイベロミセス・ラクチス抽出物は以下の方式で改造される。クルイベロミセス・ラクチス株ATCC8585に基づく改造菌株を採用し、CN109423496Aに記載の方法によって、T7 RNAポリメラーゼをコードする遺伝子をクルイベロミセス・ラクチスのゲノムに統合し、改造菌株を取得し、それにT7 RNAポリメラーゼを内在性で発現させ、改変菌株で細胞原料を培養し、続いて細胞抽出物を製造する。クルイベロミセス・ラクチス細胞抽出物の製造過程は従来技術手段を採用し、CN109593656A記載の方法を参照して製造する。製造ステップは概略的に言えば、以下を含む。発酵培養されたクルイベロミセス・ラクチス細胞の適量の原料を提供し、液体窒素で細胞を急速冷凍し、細胞を破砕し、遠心して上清を収集し、細胞抽出物を得ることができる。得られたクルイベロミセス・ラクチス細胞抽出物中の蛋白濃度は20~40mg/mLである。 wherein said Kluyveromyces lactis extract contains endogenously expressed T7 RNA polymerase. The Kluyveromyces lactis extract is modified in the following manner. A modified strain based on Kluyveromyces lactis strain ATCC8585 was taken and a gene encoding T7 RNA polymerase was integrated into the genome of Kluyveromyces lactis by the method described in CN109423496A to obtain a modified strain, to which T7 RNA was added. The polymerase is expressed endogenously and the cell stock is cultured with the modified strain, followed by the production of cell extracts. The production process of Kluyveromyces lactis cell extract adopts prior art means, referring to the method described in CN109593656A. The manufacturing steps generally include the following. An appropriate amount of fermentation-cultured Kluyveromyces lactis cells can be provided as raw materials, the cells can be rapidly frozen with liquid nitrogen, the cells can be disrupted, and the supernatant can be collected by centrifugation to obtain a cell extract. The protein concentration in the obtained Kluyveromyces lactis cell extract is 20-40 mg/mL.
IVTT反応:上記生体外タンパク質合成系に15ng/μLのDNAテンプレート(コードされたタンパク質に蛍光標識が含まれる)を加え、生体外タンパク質合成反応を行い、均一に混合した後に25~30℃環境に置いて反応し、反応時間は6~18hである。前記DNAテンプレートによってコードされたタンパク質を合成し、前記タンパク質を含むIVTT反応液を得る。紫外吸収法を用いてRFU値を測定し、その濃度とRFU値の標準曲線を結合し、前記タンパク質の含有量を算出することができる。 IVTT reaction: 15 ng/μL of DNA template (the encoded protein contains a fluorescent label) was added to the in vitro protein synthesis system, subjected to an in vitro protein synthesis reaction, uniformly mixed, and placed in a 25-30°C environment. Leave to react, reaction time is 6-18h. A protein encoded by the DNA template is synthesized to obtain an IVTT reaction containing the protein. The RFU value can be measured using the ultraviolet absorption method, and the concentration and standard curve of the RFU value can be combined to calculate the content of the protein.
実施例1 バイオ磁性マイクロスフェアの製造(ビオチンに結合)
シリカで被覆された磁性マイクロスフェアの製造(磁性マイクロスフェア本体、磁気ビーズ、ガラスビーズとも呼ばれる)
20gのFe3O4マイクロスフェアを310mLのエタノールと125mLのとの混合溶媒に入れ、45mLの28%(wt)アンモニア水を加え、22.5mLのオルトケイ酸エチルを滴下し、室温で24h撹拌して反応させ、反応後にエタノールと水で洗浄した。異なる粒径(約1μm、10μm、100μm)の四酸化三鉄マイクロスフェアを原料として、得られたガラスビーズの粒径サイズを制御した。前記異なる粒径の四酸化三鉄マイクロスフェアは従来の技術的手段によって製造することができる。
Example 1 Preparation of biomagnetic microspheres (bound to biotin)
Preparation of silica-coated magnetic microspheres (also known as magnetic microsphere bodies, magnetic beads, glass beads)
20 g of Fe 3 O 4 microspheres were put into a mixed solvent of 310 mL of ethanol and 125 mL of ethanol, 45 mL of 28% (wt) ammonia water was added, 22.5 mL of ethyl orthosilicate was added dropwise, and stirred at room temperature for 24 h. and washed with ethanol and water after the reaction. Using triiron tetroxide microspheres with different particle sizes (about 1 μm, 10 μm, 100 μm) as raw materials, the particle size of the resulting glass beads was controlled. Said different particle size triiron tetroxide microspheres can be produced by conventional technical means.
得られた磁性マイクロスフェアは、精製媒体や連結要素-精製媒体を修飾するための基材として用いられるため、磁性マイクロスフェア本体とも呼ばれる。 The resulting magnetic microspheres are also called magnetic microsphere bodies because they are used as substrates for modifying purification media and connecting elements-purification media.
得られた磁性マイクロスフェアは、磁性コアを有し、磁力作用によって位置制御を行うことができ、移動、分散、沈降などの操作を実現し、従って広義の磁気ビーズである。 The resulting magnetic microspheres have a magnetic core, can be position-controlled by the action of magnetic force, and can be moved, dispersed, sedimented, etc., and are therefore broadly defined as magnetic beads.
得られた磁性マイクロスフェアは、シリカの被覆層を有するため、ガラスビーズとも呼ばれ、磁性コアがポリマー、精製媒体、生体外タンパク質合成系の各成分、核酸テンプレート、タンパク質発現産物などの成分又は画分に対する吸着を低減することができる。 The resulting magnetic microspheres, which have a silica coating layer, are also called glass beads, and the magnetic core contains components or fractions such as polymers, purification media, components of in vitro protein synthesis systems, nucleic acid templates, and protein expression products. Adsorption to minutes can be reduced.
数回の実験結果から見ると、磁性マイクロスフェアの粒径は約1μmである時、懸濁しやすい性、懸濁の持続性、及びタンパク質に対する結合効率はいずれも最も高いことがわかった。IVTT反応液を用いて標的タンパク質の混合系を提供し、標的タンパク質に対する結合効率は、磁性マイクロスフェアの粒径が約1μmである場合、粒径10μmに比べて50%以上を高めることができ、粒径10μmに比べて80%以上を高めることができる。 From the results of several experiments, it was found that when the particle size of the magnetic microspheres was about 1 μm, the ease of suspension, the persistence of suspension, and the binding efficiency to proteins were all the highest. The IVTT reaction solution is used to provide a mixed system of target proteins, and the binding efficiency to the target protein can be increased by more than 50% when the particle size of the magnetic microspheres is about 1 μm compared to when the particle size is 10 μm, It can be increased by more than 80% compared to a particle size of 10 μm.
シリカで被覆された磁性マイクロスフェアで以下のステップによりビオチン磁気ビーズを製造した。 Biotin magnetic beads were prepared with silica-coated magnetic microspheres by the following steps.
まず、50mLのシリカで被覆された四酸化三鉄磁性マイクロスフェア(磁性マイクロスフェアの粒径は約1μmである)の水溶液を量り取り、その固形分は20%(v/v)であり、磁石で磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、毎回60mLの無水エタノールで磁性マイクロスフェアを洗浄し、合計5回洗浄した。100mLの過剰の3-アミノプロピルトリエトキシシラン(APTES、CAS:919-30-2)のエタノール溶液(25%、v/v)を上記洗浄後の磁性マイクロスフェアに加え、50℃の水浴で48時間機械的に撹拌し、その後70℃の水浴で2時間機械的に撹拌し、磁石で磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、毎回60mLの無水エタノールで磁性マイクロスフェアを洗浄し、合計2回洗浄し、続いて毎回60mLの蒸留水で磁性マイクロスフェアを洗浄し、洗浄を3回繰り返し、磁性マイクロスフェアAを得た。 First, 50 mL of an aqueous solution of silica-coated triiron tetroxide magnetic microspheres (the particle size of the magnetic microspheres is about 1 μm) is weighed out, and the solid content is 20% (v/v). to sediment the magnetic microspheres, remove the liquid phase, and wash the magnetic microspheres with 60 mL of absolute ethanol each time for a total of 5 washes. An excess of 100 mL of an ethanol solution (25%, v/v) of 3-aminopropyltriethoxysilane (APTES, CAS: 919-30-2) was added to the magnetic microspheres after the above washing and incubated in a 50° C. water bath for 48 hours. mechanically stirred for 1 hour, then mechanically stirred in a water bath at 70 °C for 2 hours, sedimented the magnetic microspheres with a magnet, removed the liquid phase, and washed the magnetic microspheres with 60 mL of absolute ethanol each time, totaling The magnetic microspheres were washed twice, followed by washing the magnetic microspheres with 60 mL of distilled water each time, and the washing was repeated three times to obtain magnetic microspheres A.
次に、0.01molのアクリル酸を採取して100mLの溶液X(溶液X:終濃度が0.1mol/Lの2-モルホリノエタンスルホン酸(CAS:4432-31-9)、0.5mol/LのNaCl水溶液)に加え、0.04molの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩(CAS:25952-53-8)と0.04molのN-ヒドロキシスクシンイミド(CAS:6066-82-6)を加え、室温で撹拌して均一に混合し、撹拌して15min反応させ、NaHCO3固体粉末で溶液のpHを7.2に調整し、pH調整後の上記溶液を10mLの磁性マイクロスフェアAが添加された100mLのPBS緩衝溶液に加え、30℃の水浴で20時間機械的に撹拌し、磁石で磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、毎回60mLの蒸留水で磁性マイクロスフェアを洗浄し、洗浄を6回繰り返し、磁性マイクロスフェアBを得た。 Next, 0.01 mol of acrylic acid was taken and 100 mL of solution X (solution X: 2-morpholinoethanesulfonic acid (CAS: 4432-31-9) with a final concentration of 0.1 mol / L, 0.5 mol / L NaCl aqueous solution), 0.04 mol of 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride (CAS: 25952-53-8) and 0.04 mol of N-hydroxysuccinimide (CAS: 6066 -82-6), stirred at room temperature to mix homogeneously, stirred to react for 15 min, adjusted the pH of the solution to 7.2 with NaHCO 3 solid powder, and added 10 mL of the above solution after pH adjustment. Add 100 mL of PBS buffer solution to which magnetic microsphere A was added, mechanically stir in a 30° C. water bath for 20 h, sediment the magnetic microspheres with a magnet, remove the liquid phase, and wash with 60 mL of distilled water each time. The magnetic microspheres were washed, and washing was repeated six times to obtain magnetic microspheres B.
第三、1mLの磁性マイクロスフェアBを取り、12mLの15%(w/v)のアクリル酸ナトリウム溶液を加え、450μLの10%の過硫酸アンモニウム溶液と45μLのテトラメチルエチレンジアミンを加え、室温で30分間反応させ、磁石で磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、毎回10mLの蒸留水で磁性マイクロスフェアを洗浄し、合計6回洗浄し、磁性マイクロスフェアC(アクリル系ポリマーで修飾された磁性マイクロスフェアC)を得た。 Third, take 1 mL of magnetic microspheres B, add 12 mL of 15% (w/v) sodium acrylate solution, add 450 μL of 10% ammonium persulfate solution and 45 μL of tetramethylethylenediamine, and place at room temperature for 30 minutes. Allow to react, sediment the magnetic microspheres with a magnet, remove the liquid phase, wash the magnetic microspheres with 10 mL of distilled water each time for a total of 6 washes, and magnetic microspheres C (magnetic microspheres modified with acrylic polymer). Microspheres C) were obtained.
第四、合成された磁性マイクロスフェアCを10mLの溶液Xに移し、0.004molの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩と0.004molのN-ヒドロキシスクシンイミドを加え、室温で撹拌して均一に混合し、撹拌して15min反応させ、磁石で生体磁性マイクロスフェアを沈降し、液相を除去し、毎回10mLの蒸留水で3回洗浄し、4.0×10-4molの1,3-プロパンジアミンを10mLのPBS緩衝溶液に溶解し、洗浄した磁性マイクロスフェアに添加し、30℃の水浴で20時間機械的に撹拌し、磁石で磁性マイクロスフェアを沈降し、液相を除去し、毎回10mLの蒸留水で6回洗浄し、10mLのPBS緩衝溶液を添加し、2.5×10-4molのビオチンを秤量し、10mLの溶液Xを加え、さらに1.0×10-3molの1-(3-ジメチルアミノプロピル)-3-エチルカルボジイミド塩酸塩と0.001molのN-ヒドロキシスクシンイミドを加え、室温で均一に撹拌し、撹拌して15min反応させ、NaHCO3固体粉末で溶液のpHを7.2に調整し、上記洗浄した10mLのPBS緩衝溶液を含む磁性マイクロスフェアに加え、30℃の水浴で20時間機械的に撹拌し、磁石で磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、毎回10mLの蒸留水で10回洗浄し、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアルDを得た。 Fourth, transfer the synthesized magnetic microspheres C into 10 mL of solution X, add 0.004 mol of 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride and 0.004 mol of N-hydroxysuccinimide, Stir at room temperature to mix evenly, stir to react for 15 min, sediment the biomagnetic microspheres with a magnet, remove the liquid phase, wash 3 times with 10 mL distilled water each time, 4.0×10 − 4 mol of 1,3-propanediamine was dissolved in 10 mL of PBS buffer solution, added to the washed magnetic microspheres, mechanically stirred in a 30° C. water bath for 20 hours, and sedimented the magnetic microspheres with a magnet; Remove the liquid phase, wash 6 times with 10 mL of distilled water each time, add 10 mL of PBS buffer solution, weigh 2.5×10 −4 mol of biotin, add 10 mL of solution X, and add 1. Add 0×10 −3 mol of 1-(3-dimethylaminopropyl)-3-ethylcarbodiimide hydrochloride and 0.001 mol of N-hydroxysuccinimide, stir uniformly at room temperature, stir and react for 15 min, add NaHCO 3 Adjust the pH of the solution to 7.2 with solid powder, add it to the magnetic microspheres containing 10 mL of the PBS buffer solution washed above, mechanically stir in a 30° C. water bath for 20 hours, and remove the magnetic microspheres with a magnet. It was sedimented, the liquid phase was removed, and the biotin-modified biomagnetic microsphere D was obtained by washing ten times with 10 mL of distilled water each time.
実施例2 アビジン-プロテインAと結合する生体磁性マイクロスフェアF(アフィニティタンパク質と結合する生体磁性マイクロスフェアF)の製造(プロテインAを精製媒体とし、ビオチン-アビジンのアフィニティ複合体を連結要素とする) Example 2 Preparation of Avidin-Protein A Binding Biomagnetic Microsphere F (Affinity Protein Binding Biomagnetic Microsphere F) (Protein A as Purification Medium and Biotin-Avidin Affinity Complex as Linking Element)
2.1 Protein A-eGFP-アビジン融合タンパク質の合成
融合タンパク質Protein A-eGFP-Streptavidin及びProtein A-eGFP-Tamvavidin2の三段遺伝子で構成されたDNA配列をそれぞれ構築した。
2.1 Synthesis of Protein A-eGFP-Avidin Fusion Protein DNA sequences composed of tripartite genes of fusion proteins Protein A-eGFP-Streptavidin and Protein A-eGFP-Tamvavidin2 were constructed respectively.
ここで、Protein A(プロテインA)は、配列がStaphylococcus Aureusから由来し、SPAと略称される。SPAのアミノ酸配列は全長が516アミノ酸残基であり、その37~327位のアミノ酸を選択して融合タンパク質構築に用いられる遺伝子配列とし、即ちSPAの抗体結合ドメインである。当該配列を最適化プログラムで最適化した後、ヌクレオチド配列を得て、SEQ ID NO.:1に示す。 Here, Protein A is derived from Staphylococcus Aureus in sequence and abbreviated as SPA. The amino acid sequence of SPA has a total length of 516 amino acid residues, of which amino acids 37-327 were selected as the gene sequence used for fusion protein construction, ie, the antibody binding domain of SPA. After optimizing the sequence with an optimization program, the nucleotide sequence was obtained and identified by SEQ ID NO. : 1.
Tamvavidin2は、アビジン類似体であり、ビオチンに結合する能力を持つタンパク質である。Yamamotoらは、2009年に、それはストレプトアビジンと類似する非常に強いビオチン親和力を持ち、また熱安定性がストレプトアビジンより優れていることを見出した(2009_FEBS_Yamanomo T_Tamavidins--novel avidin-like biotin-binding proteins from the Tamogitake mushroom、翻訳:Tamogitake由来の新規アビジン様ビオチン結合タンパク質)。 Tamvavidin2 is an avidin analogue, a protein with the ability to bind biotin. In 2009, Yamamoto et al. found that it has a very strong biotin affinity similar to streptavidin, and that it has better thermostability than streptavidin (2009_FEBS_Yamanomo T_Tamavidins -- novel avidin-like biotin-binding proteins from the Tamogitake mushroom, translation: novel avidin-like biotin-binding protein from Tamogitake).
Tamavidin2のアミノ酸配列は関連データベースから検索することができ、例えばUniProt B9A0T7であり、それが合計141個のアミノ酸残基を含み、コドン変換、最適化プログラムによる最適化でDNA配列を得て、最適化後のヌクレオチド配列は例えばSEQ ID NO.:2に示す。 The amino acid sequence of Tamavidin2 can be retrieved from relevant databases, for example UniProt B9A0T7, which contains a total of 141 amino acid residues, and the DNA sequence was obtained by codon conversion, optimization with an optimization program, and optimized Subsequent nucleotide sequences are for example SEQ ID NO. :2.
また、本実施例に係る増強型蛍光タンパク質eGFPのヌクレオチド配列は、SEQ ID NO.:3に示され、eGFPのA206K変異体であり、mEGFPとも呼ばれる。
組換えPCR法を採用してProtein A-eGFP-Streptavidin及びProtein A-eGFP-Tamvavidin2の2つの融合タンパク質のDNAテンプレートをそれぞれ構築した。続いて生体外無細胞タンパク質合成方法を採用して2つの融合タンパク質Protein A-eGFP-Streptavidin及びProtein A-eGFP-Tamvavidin2をそれぞれ得た。既に開示された生体外無細胞タンパク質合成方法を採用し、特許文献CN201610868691.6、WO2018161374A1、KR20190108180A、CN108535489Bなどを参照した。SPA-eGFP-Streptavidin、SPA-eGFP-Tamavidin2をそれぞれIVTT系で表現した。一般的には、IVTT系に細胞抽出物(ゲノム統合表現のRNAポリメラーゼを含む)、DNAテンプレート、エネルギー系(例えば、ホスホクレアチン-ホスホクレアチンキナーゼ系)、マグネシウムイオン、ナトリウムイオン、ポリエチレングリコールなどの成分を加え、28~30℃で反応を行った。8~12時間後に反応を終了した。得られたIVTT反応液には、DNAテンプレートに対応するProtein A-eGFP-アビジン融合タンパク質が含まれた。
Protein A-eGFP-Streptavidin及びProtein A-eGFP-Tamvavidin2のIVTT反応液をそれぞれ得た。
Further, the nucleotide sequence of the enhanced fluorescent protein eGFP according to this example is SEQ ID NO. :3 and is the A206K variant of eGFP, also called mEGFP.
Recombinant PCR method was adopted to construct DNA templates of two fusion proteins, Protein A-eGFP-Streptavidin and Protein A-eGFP-Tamvavidin2, respectively. Subsequently, an in vitro cell-free protein synthesis method was adopted to obtain two fusion proteins, Protein A-eGFP-Streptavidin and Protein A-eGFP-Tamvavidin2, respectively. Adopting previously disclosed in vitro cell-free protein synthesis methods, refer to patent documents CN201610868691.6, WO2018161374A1, KR20190108180A, CN108535489B, etc. SPA-eGFP-Streptavidin and SPA-eGFP-Tamavidin2 were each expressed by the IVTT system. In general, the IVTT system includes cell extracts (including genome-integrated expression RNA polymerase), DNA templates, energy systems (for example, phosphocreatine-phosphocreatine kinase system), magnesium ions, sodium ions, components such as polyethylene glycol. was added and the reaction was carried out at 28-30°C. The reaction was terminated after 8-12 hours. The resulting IVTT reaction contained a Protein A-eGFP-avidin fusion protein corresponding to the DNA template.
IVTT reaction solutions of Protein A-eGFP-Streptavidin and Protein A-eGFP-Tamvavidin2 were respectively obtained.
SPA-eGFP-Streptavidin(図4の「1」に対応)、SPA-eGFP-Tamavidin2(図4の「2」に対応)をそれぞれIVTT系で表現し、合成されたタンパク質のRFU値を測定し、その結果を図4の「total」に示す。 SPA-eGFP-Streptavidin (corresponding to "1" in FIG. 4) and SPA-eGFP-Tamavidin2 (corresponding to "2" in FIG. 4) were each expressed in the IVTT system, and the RFU value of the synthesized protein was measured, The results are shown in "total" in FIG.
Protein A-eGFP-Streptavidin及びProtein A-eGFP-Tamavidin2のIVTT反応液を4000rpm、4°Cで10分間遠心分離し、上清を保留した。IVTT上清と表記する。 The IVTT reaction solution of Protein A-eGFP-Streptavidin and Protein A-eGFP-Tamavidin2 was centrifuged at 4000 rpm and 4° C. for 10 minutes, and the supernatant was retained. Labeled as IVTT supernatant.
2.2 プロテインAに結合した生体磁性マイクロスフェアFの製造
得られた2つの融合タンパク質Protein A-eGFP-Streptavidin及びProtein A-eGFP-TamavidinのIVTT上清を、それぞれ実施例1で得られた生体磁性マイクロスフェアDとともに1時間インキュベートし、上記の方法に基づいて生体磁性マイクロスフェアFにおける融合タンパク質の含有量をそれぞれ測定し、2つの融合タンパク質の結合能力の強弱を比較した。結果は図4「supernatant」に示す。
2.2 Production of Biomagnetic Microspheres F Bound to Protein A After incubation with the magnetic microsphere D for 1 hour, the content of the fusion protein in the biomagnetic microsphere F was measured according to the method described above, and the strength of the binding ability of the two fusion proteins was compared. The results are shown in Figure 4 "supernatant".
30μLの10%(v/v)生体磁性マイクロスフェアDの懸濁液をピペットで取り、結合/洗浄緩衝液(10mMのNa2HPO4、pH 7.4、2mMのKH2PO4、140mMのNaCl、2.6mMのKCl)で3回洗浄した。 30 μL of 10% (v/v) biomagnetic microsphere D suspension was pipetted into binding/washing buffer (10 mM Na 2 HPO 4 , pH 7.4, 2 mM KH 2 PO 4 , 140 mM NaCl, 2.6 mM KCl) was washed three times.
2mLのアビジン-プロテインA融合タンパク質を含有するIVTT上清を取り、上記生体磁性マイクロスフェアDと4℃の条件で1時間回転インキュベートし、結合されていない清液を収集し、即ちフロースルーであり、このステップを3回繰り返し、3回の異なるフロースルーを得た。即ち同一ロットの生体磁性マイクロスフェアDは連続的にアビジン-プロテインAと3回インキュベートした。毎回2mLのステップ2.1に記載のIVTT上清を用い、対応する毎回取得したフロースルーは順序に応じて番号1、2、3と記した。蛍光光度法を採用してIVTT上清と前記3回フロースルーのeGFP蛍光値を検出し、結果は図5に示すように、励起波長(Ex)は488nmであり、発光波長(Em)は507nmである。3回のフロースルーのRFU値がIVTT上清のRFU値に近くことは、生体磁性マイクロスフェアDがアビジン-アフィニティープロテインAに対する結合が飽和傾向にあると説明し、対応するRFU値は以下の表1に示す。 Take 2 mL of the IVTT supernatant containing the avidin-Protein A fusion protein, rotate and incubate with the biomagnetic microspheres D described above at 4° C. for 1 hour, and collect the unbound supernatant, i.e. the flow-through. , this step was repeated three times to obtain three different flow-throughs. That is, the same lot of Biomagnetic Microsphere D was incubated with Avidin-Protein A three times consecutively. 2 mL of the IVTT supernatant described in step 2.1 was used each time, and the corresponding flow-through obtained each time was numbered 1, 2, 3 according to the order. Fluorometric method was adopted to detect the eGFP fluorescence value of the IVTT supernatant and the three times flow-through, the results are shown in Figure 5, the excitation wavelength (Ex) is 488 nm and the emission wavelength (Em) is 507 nm. is. The close RFU values of the triplicate flow-through to the RFU values of the IVTT supernatants explain that the binding of Biomagnetic Microspheres D to Avidin-Affinity Protein A tends to saturate, and the corresponding RFU values are shown in the table below. 1.
生体磁性マイクロスフェアDに結合したSPA-eGFP-Streptavidin、SPA-eGFP-Tamvavidin2のRFU値をそれぞれ以下の表2と3に示す。ここで、Streptavidinに対して、1回目の結合は既に生体磁性マイクロスフェアDのプロテインA結合量を飽和させる。Tamvavidin2に対して、2回目の結合後、生体磁性マイクロスフェアDのプロテインA結合量はほぼ飽和に達する。1回目の結合量は、上清中のタンパク質量から、フロースルー1中のタンパク質量を差し引いて算出し、2回目の結合量は、上清中のタンパク質量から、フロースルー2中のタンパク質量を差し引いて算出し、3回目の結合量は、上清中のタンパク質量から、フロースルー3中のタンパク質量を差し引いて算出し、下記表2、表3に示す。ここで、結合力はProtein A融合タンパク質/生体磁性マイクロスフェアDを指し、質量と体積の比率で、単位(mg/mL)である。 The RFU values for SPA-eGFP-Streptavidin and SPA-eGFP-Tamvavidin2 bound to Biomagnetic Microsphere D are shown in Tables 2 and 3 below, respectively. Here, for Streptavidin, the first binding already saturates the Protein A bound amount of the biomagnetic microsphere D. After the second binding to Tamvavidin2, the amount of Protein A binding of Biomagnetic Microsphere D almost reaches saturation. The first binding amount was calculated by subtracting the protein amount in flow-through 1 from the protein amount in the supernatant, and the second binding amount was calculated by subtracting the protein amount in flow-through 2 from the supernatant protein amount. The third binding amount was calculated by subtracting the protein amount in flow-through 3 from the protein amount in the supernatant, and is shown in Tables 2 and 3 below. Here, avidity refers to Protein A fusion protein/Biomagnetic Microsphere D and is the mass-to-volume ratio in units of (mg/mL).
蛍光値とタンパク質の質量濃度の標準曲線に基づいて毎回結合のタンパク質濃度を算出し、インキュベーション体積(2mL)に基づいて毎回結合の総タンパク質量を算出する。
精製されたeGFPから作成した標準曲線に基づいて、推定されたeGFPのRFU値がタンパク質量濃度に換算する式は以下のとおりである。
Calculate the protein concentration bound each time based on the standard curve of fluorescence values and protein mass concentrations, and calculate the total protein amount bound each time based on the incubation volume (2 mL).
The formula for converting the estimated RFU value of eGFP to protein concentration based on a standard curve prepared from purified eGFP is as follows.
式中、Xはタンパク質の質量濃度(μg/mL)であり、YはRFU蛍光示数であり、MはeGFPの分子量(26.7kDa)であり、NはSPA-eGFP-Streptavidinの分子量(77.3kDa)又はSPA-eGFP-Tamvavidin2の分子量(79.4kDa)である。 where X is the protein mass concentration (μg/mL), Y is the RFU fluorescence index, M is the molecular weight of eGFP (26.7 kDa), N is the molecular weight of SPA-eGFP-Streptavidin (77 .3 kDa) or the molecular weight of SPA-eGFP-Tamvavidin2 (79.4 kDa).
測定されたRFU蛍光数値を代入することにより、標的タンパク質SPA-eGFP-Streptavidin又はSPA-eGFP-Tamvavidin2の質量濃度(μg/mL)を換算することができる。 By substituting the measured RFU fluorescence value, the mass concentration (μg/mL) of the target protein SPA-eGFP-Streptavidin or SPA-eGFP-Tamvavidin2 can be calculated.
ここで、アビジン-プロテインA融合タンパク質のIVV上清、フロースルーのRFU値はYであり、Yの数値を上記公式に代入し、得られたXは対応する融合タンパク質の質量濃度であり、プロテインA溶液の体積を乗算し、アビジン-プロテインA融合タンパク質の総タンパク質量を得ることができる。IVTT上清中のアビジン-プロテインAのタンパク質量からフロースルー中のアビジン-プロテインAのタンパク質量を減算し、得られた差は即ち生体磁性マイクロスフェアに結合されたアビジン-プロテインAのタンパク質量Wである。Wを磁性マイクロスフェアのカラムベッド体積で割り、単位体積あたりの磁性マイクロスフェアに結合するアビジン-プロテインA融合タンパク質の質量を算出し、即ち結合力であり、単位はmg/mLである。 where Y is the RFU value of the IVV supernatant, flow-through of the avidin-Protein A fusion protein; The volume of the A solution can be multiplied to give the total protein amount of the avidin-Protein A fusion protein. Subtract the amount of avidin-protein A protein in the flow-through from the amount of avidin-protein A protein in the IVTT supernatant and the resulting difference is the amount of avidin-protein A protein bound to the biomagnetic microspheres W is. W was divided by the column bed volume of the magnetic microspheres to calculate the mass of avidin-Protein A fusion protein bound to the magnetic microspheres per unit volume, ie binding force, in mg/mL.
本実施例で使用したのは30μLの10%(v/v)生体磁性マイクロスフェアD懸濁液であるため、1mLの100%生体磁性マイクロスフェアDの結合量に換算して表2、表3に示す。ここで、Tamvavidin2と生体磁性マイクロスフェアDとの結合力はStreptavidinよりやや強い。 Since 30 μL of 10% (v/v) biomagnetic microsphere D suspension was used in this example, Tables 2 and 3 were converted into binding amounts of 1 mL of 100% biomagnetic microsphere D. shown in Here, the binding force between Tamvavidin2 and biomagnetic microsphere D is slightly stronger than that of Streptavidin.
実施例3 プロテインAで修飾された生体磁性マイクロスフェアFによる血清抗体精製
体積の異なるSPA-eGFP-Streptavidin融合タンパク質が結合した生体磁性マイクロスフェアを、1mLの牛新生児血清と4℃で1時間回転インキュベートし、続いて1mLの結合/洗浄緩衝液で3回洗浄し、毎回4℃で10分間回転インキュベートした。100μLの0.1M pH2.8のグリシンで抗体を溶出し、溶出した抗体は溶出液中に存在し、10分の1体積(10μL)の1M pH8.0のTris-HClを溶出液中にで直ちに加えた。生工社製のProtein Aアガロースカラムを対照とした(カタログ番号C600957-0005)。
Example 3 Purification of Serum Antibodies with Biomagnetic Microspheres F Modified with Protein A Biomagnetic microspheres bound with different volumes of SPA-eGFP-Streptavidin fusion protein were rotary incubated with 1 mL of newborn bovine serum for 1 hour at 4°C. followed by 3 washes with 1 mL binding/wash buffer, each time rotating at 4° C. for 10 minutes. The antibody was eluted with 100 μL of 0.1 M pH 2.8 glycine, the eluted antibody was in the eluate, and one tenth volume (10 μL) of 1 M pH 8.0 Tris-HCl was added to the eluate. added immediately. A Protein A agarose column manufactured by Seiko was used as a control (catalog number C600957-0005).
40μLの溶出液を取って10μLの5×SDSサンプルバッファー(還元剤を含まない)を加え、95℃で10分間金属浴した後、SDS-PAGE電気泳動検出を行い、検出結果を図6に示す。 40 μL of the eluate was taken, 10 μL of 5×SDS sample buffer (containing no reducing agent) was added, subjected to a metal bath at 95° C. for 10 minutes, and subjected to SDS-PAGE electrophoresis detection. The detection results are shown in FIG. .
図6から分かるように、6μlのカラムベッド体積のSPA-eGFP-Streptavidin融合タンパク質が結合した生体磁性マイクロスフェアを用い、市販製品より優れた分離精製効果を得ることができる。 As can be seen from FIG. 6, a 6 μl column bed volume of biomagnetic microspheres bound with SPA-eGFP-Streptavidin fusion protein can be used to obtain better separation and purification effect than commercial products.
溶出後の生体磁性マイクロスフェアを1mLの結合/洗浄緩衝液で3回洗浄し、上記抗体とのインキュベート、洗浄、溶出のステップを繰り返し、即ち1回目の抗体インキュベートした後に、洗浄し、溶出し、結合した抗体を放出し、再びプロテインAで修飾した磁性マイクロスフェアを得て、再び抗体とのインキュベート、洗浄、溶出を行い、さらに再びプロテインAで修飾した磁性マイクロスフェアを得て、続いて3回目にインキュベート、洗浄、溶出を行った。生体磁性マイクロスフェアを合計で抗体と3回インキュベートした後、3回目の抗体とインキュベートした後に得られた抗体含有溶出液40μLを取り、10μLの5×サンプルバッファー(還元剤を含まない)を加え、95℃で10分間金属浴した後、SDS-PAGE電気泳動検出を行い、検出結果を図7に示す。 Washing the eluted biomagnetic microspheres three times with 1 mL of binding/washing buffer and repeating the incubation with antibody, washing and elution steps described above, i.e. after the first antibody incubation, washing and eluting; Bound antibody is released, protein A-modified magnetic microspheres are obtained again, incubation with antibody again, washing, elution are performed, and protein A-modified magnetic microspheres are obtained again, followed by a third cycle. Incubate, wash, and elute at After a total of 3 incubations of the biomagnetic microspheres with the antibody, 40 μL of the antibody-containing eluate obtained after the 3rd incubation with the antibody was taken and 10 μL of 5× sample buffer (without reducing agent) was added, After a metal bath at 95° C. for 10 minutes, SDS-PAGE electrophoresis detection was performed, and the detection results are shown in FIG.
図6及び図7から分かるように、SPA-eGFP-Streptavidinが結合した生体磁性マイクロスフェアFは繰り返して複数回利用することができ、抗体とのインキュベートし、抗体を溶出した後、2回目、3回目に再びウシ血清とインキュベートし、いずれもウシ血清中の抗体を抽出することができ、且つ全体的な効果は生工社製のProtein Aアガロース磁気ビーズより劣ることはない。6μLのカラムベッド体積に対して、本発明はさらにより高い効果を有する。本発明に提供されたアフィニティタンパク質(ここではプロテインA)が結合した生体磁性マイクロスフェアFは複数回繰り返して使用することができる。 As can be seen from FIGS. 6 and 7, the SPA-eGFP-Streptavidin-bound biomagnetic microspheres F can be repeatedly utilized multiple times, and after incubation with antibody and elution of antibody, a second, three Incubated with bovine serum again for the second time, both can extract antibodies in bovine serum, and the overall effect is not inferior to Protein A agarose magnetic beads manufactured by Seiko. For a column bed volume of 6 μL, the present invention has even higher efficiency. The biomagnetic microsphere F bound with the affinity protein (here, protein A) provided in the present invention can be used repeatedly multiple times.
実施例4 生体磁性マイクロスフェアDとアフィニティ複合体E(アビジン-プロテインA)との結合のリサイクル性 Example 4 Recyclability of Binding of Biomagnetic Microsphere D and Affinity Complex E (Avidin-Protein A)
4.1 インキュベーション
SPA-eGFP-Tamvavidin2が結合した生体磁性マイクロスフェアFのインキュベーション製造:
50μLの10%生体磁性マイクロスフェアD懸濁液(体積は5μL)を取って2mLの結合/洗浄緩衝液で3回洗浄した後、2mLのSPA-eGFP-Tamvavidin2のIVTT上清を加え、4℃で1時間回転インキュベートし、上清を廃棄し(上清を収集してフロースルー1を得た)、SPA-eGFP-Tamvavidin2を含む新鮮なIVTT上清を繰り返し加え、4℃で1時間回転インキュベートし、上清を廃棄し(上清を収集してフロースルー2を得た)、3回目にSPA-eGFP-Tamvavidin2を含む新鮮なIVTT上清を加え、4℃で1時間回転インキュベートし、上清を廃棄した(上清を収集してフロースルー3を得た)。SPA-eGFP-Tamvavidin2のIVTT上清と3回のフロースルーのRFU値を測定し、上記式に基づいて溶液中のSPA-eGFP-Tamvavidin2の残り含有量を算出し、結果を図8及び表4に示す。
4.1 Incubation Incubation preparation of biomagnetic microspheres F conjugated with SPA-eGFP-Tamvavidin2:
Take 50 μL of 10% Biomagnetic Microsphere D suspension (volume is 5 μL) and wash 3 times with 2 mL binding/washing buffer, then add 2 mL of IVTT supernatant of SPA-eGFP-Tamvavidin2 at 4°C. 1 h at 4° C., discarded supernatant (supernatant was collected to give flow-through 1), repeated addition of fresh IVTT supernatant containing SPA-eGFP-Tamvavidin2, and rotatable incubation at 4° C. for 1 h. discard the supernatant (collect the supernatant to give flow-through 2), add fresh IVTT supernatant containing SPA-eGFP-Tamvavidin2 for the third time, rotate and incubate at 4°C for 1 hour, The supernatant was discarded (supernatant was collected to give flow-through 3). The RFU value of the IVTT supernatant of SPA-eGFP-Tamvavidin2 and the flow-through of three times was measured, and the remaining content of SPA-eGFP-Tamvavidin2 in the solution was calculated based on the above formula, and the results are shown in FIG. 8 and Table 4. shown.
精製されたeGFPから作成した標準曲線に基づいて、推定されたeGFPのRFU値がタンパク質量濃度に換算する計算式は以下のとおりである。 The formula for converting the estimated RFU value of eGFP to protein concentration based on a standard curve prepared from purified eGFP is as follows.
式中、Xはタンパク質の質量濃度(μg/mL)であり、YはRFU蛍光示数であり、MはeGFPの分子量(26.7kDa)であり、NはSPA-eGFP-Tamvavidin2の分子量(79.4kDa)である。 where X is the protein mass concentration (μg/mL), Y is the RFU fluorescence index, M is the molecular weight of eGFP (26.7 kDa), N is the molecular weight of SPA-eGFP-Tamvavidin2 (79 .4 kDa).
測定されたRFU蛍光値を計算式に代入することにより、標的タンパク質SPA-eGFP-Tamvavidin2の質量濃度(μg/mL)を得ることができる。例えば、Yの値が1330.3である場合、上記計算式により対応するX値は247.6と算出され、表4に示す。 By substituting the measured RFU fluorescence value into the formula, the mass concentration (μg/mL) of the target protein SPA-eGFP-Tamvavidin2 can be obtained. For example, if the Y value is 1330.3, the corresponding X value is calculated to be 247.6 according to the above formula and is shown in Table 4.
4.2 溶出及び交換
アビジン-アフィニティタンパク質複合体E:SPA-eGFP-Tamvavidin2を溶出して交換した。
4.2 Elution and Exchange Avidin-affinity protein complex E: SPA-eGFP-Tamvavidin2 was eluted and exchanged.
生体磁性マイクロスフェアFを2mLの結合/洗浄緩衝液で3回洗浄した後、200μLの変性緩衝液(1MのUrea及び10%SDS)を加え、95℃の金属浴に置いて10分間インキュベートし、生体磁性マイクロスフェアに結合されたアビジン-プロテインAを溶出した。この溶出液を20μL取り、5μLの5×SDSサンプルバッファーを添加した後、SDS-PAGE電気泳動測定を行い、図9に示すようなレーン1のバンドを得た。溶出した生体磁性マイクロスフェアDを2mLの結合/洗浄緩衝液で3回洗浄し、1回目に再生した生体磁性マイクロスフェアDを得、磁性マイクロスフェアの外表面におけるポリマー分岐鎖のビオチンの結合部位が放出された。
After washing the Biomagnetic Microspheres F three times with 2 mL binding/washing buffer, add 200 μL denaturing buffer (1 M Urea and 10% SDS) and place in a metal bath at 95° C. for 10 minutes to incubate. Avidin-Protein A bound to the biomagnetic microspheres was eluted. 20 μL of this eluate was taken, 5 μL of 5×SDS sample buffer was added, and SDS-PAGE electrophoresis was performed to obtain a band in
4.3 2回目のインキュベーション(再生)
上記SPA-eGFP-Tamvavidin2のインキュベーション及び当該アビジン-プロテインAの溶出過程を繰り返し、生体磁性マイクロスフェアFの1回目の再生、即ちアビジン-プロテインAの1回目の交換を実現した。1回目に再生した生体磁性マイクロスフェアDはSPA-eGFP-Tamvavidin2と結合し、対応するIVTT上清と3回のフロースルーのRFU値を測定し、表5のデータを得た。溶出した生体磁性マイクロスフェアDを2mLの結合/洗浄緩衝液で3回洗浄し、12回目に再生した生体磁性マイクロスフェアDを得た。
4.3 Second incubation (regeneration)
The SPA-eGFP-Tamvavidin2 incubation and the avidin-protein A elution process were repeated to achieve the first regeneration of the biomagnetic microspheres F, ie the avidin-protein A exchange for the first time. Biomagnetic Microsphere D regenerated in the first round bound to SPA-eGFP-Tamvavidin2 and the RFU values of the corresponding IVTT supernatants and triplicate flow-throughs were measured to obtain the data in Table 5. The eluted biomagnetic microsphere-D was washed with 2 mL of binding/washing buffer three times to obtain biomagnetic microsphere-D regenerated for the twelfth time.
4.4 3回目のインキュベーション(2回目の再生)
再び上記SPA-eGFP-Tamvavidin2のインキュベーション及び当該アビジン-プロテインAの溶出過程を繰り返し、生体磁性マイクロスフェアFの2回目の再生、即ちアビジン-プロテインAの2回目の交換を実現した。2回目に再生した生体磁性マイクロスフェアDはSPA-eGFP-Tamvavidin2と結合し、対応するIVTT上清と2回のフロースルーのRFU値を測定し、表6のデータを得た。表4~6において、結合力はProtein A融合タンパク質/生体磁性マイクロスフェアDを指し、質量と体積の比率で、単位(mg/mL)である。
4.4 Third Incubation (Second Regeneration)
The SPA-eGFP-Tamvavidin2 incubation and the avidin-protein A elution process were repeated again to achieve the second regeneration of the biomagnetic microspheres F, ie the avidin-protein A exchange for the second time. Biomagnetic Microsphere D, regenerated for the second time, bound SPA-eGFP-Tamvavidin2 and measured the RFU values of the corresponding IVTT supernatant and duplicate flow-throughs, yielding the data in Table 6. In Tables 4-6, avidity refers to Protein A fusion protein/Biomagnetic Microspheres D and is the mass-to-volume ratio in units (mg/mL).
再生された生体磁性マイクロスフェアDがプロテインA-eGFP-アビジンと再結合する能力を測定した。 The ability of renatured biomagnetic microspheres D to rebind with protein A-eGFP-avidin was measured.
初めて得られた生体磁性マイクロスフェアDは1回目にSPA-eGFP-Tamvavidin2を飽和結合し、1回目に再生された生体磁性マイクロスフェアDは2回目にSPA-eGFP-Tamvavidin2を飽和結合し、2回目に再生された生体磁性マイクロスフェアDは3回目にSPA-eGFP-Tamvavidin2を飽和結合し、それぞれ変性緩衝液でタンパク質を溶出し、それぞれSPA-eGFP-Tamvavidin2を含有する3回の溶出液を収集し、SDS-PAGEを行った。結果を図9に示す。レーン1、2、3は、それぞれ1回目、2回目、3回目にプロテインA-eGFP-アビジンを飽和結合する後に、それぞれ初めて得られた生体磁性マイクロスフェアF、1回目に再生された生体磁性マイクロスフェアF、2回目に再生された生体磁性マイクロスフェアFからタンパクを溶出し、得られたSPA-eGFP-Tamvavidin2を含む3回の溶出液の電気泳動バンドを代表する。
Biomagnetic microsphere D obtained for the first time saturated-bound SPA-eGFP-Tamvavidin2 in the first time, and biomagnetic microsphere D regenerated in the first time saturated-bound SPA-eGFP-Tamvavidin2 in the second time. The biomagnetic microspheres D regenerated into SPA-eGFP-Tamvavidin2 were saturated bound to SPA-eGFP-Tamvavidin2 for the third time, protein was eluted with denaturation buffer, and three eluates each containing SPA-eGFP-Tamvavidin2 were collected. , SDS-PAGE was performed. The results are shown in FIG.
4.5 再生された生体磁性マイクロスフェアFによるウシ血清抗体の結合能力の測定
3回目に生体磁性マイクロスフェアDをSPA-eGFP-Tamvavidin2で飽和結合した後、2回目に再生された生体磁性マイクロスフェアFを取得した。得られた2回目に再生された生体磁性マイクロスフェアFに2mLの牛新生児血清(市販品、下記と同じ)を加えて4℃で1時間回転インキュベートし、上清を廃棄した(上清を収集してフロースルー1を得た)後、再び2mLの牛新生児血清を加えて4℃で1時間回転インキュベートし、上清を廃棄した(上清を収集してフロースルー2を得た)。1mLの結合/洗浄緩衝液で3回洗浄し、毎回4℃で10分間回転インキュベートした。ウシ血清抗体を100μLの0.1M pH 2.8のグリシン溶液で溶出し(抗体は磁性マイクロスフェアにおけるプロテインA端と結合)、溶出したウシ血清抗体溶液に1/10体積(即ち10μL)の1M pH 8.0のTris-HCl溶液を直ちに加え、110μLの溶出液を得た。
4.5 Measurement of Bovine Serum Antibody Binding Capacity of Regenerated Biomagnetic Microspheres F Biomagnetic microspheres regenerated for the second time after saturation binding of biomagnetic microspheres D with SPA-eGFP-Tamvavidin2 for the third time. got an F. 2 mL of newborn bovine serum (commercially available, same as below) was added to the obtained biomagnetic microspheres F regenerated for the second time, and incubated with rotation at 4° C. for 1 hour, and the supernatant was discarded (supernatant was collected to obtain flow-through 1), 2 mL of newborn bovine serum was added again, incubated with rotation at 4° C. for 1 hour, and the supernatant was discarded (supernatant was collected to obtain flow-through 2). Washed 3 times with 1 mL binding/wash buffer, rotating incubation for 10 minutes at 4°C each time. Bovine serum antibodies were eluted with 100 μL of 0.1 M pH 2.8 glycine solution (antibodies bound to protein A ends on the magnetic microspheres) and 1/10 volume (i.e. 10 μL) of 1M was added to the eluted bovine serum antibody solution. A pH 8.0 Tris-HCl solution was immediately added to obtain 110 μL of eluate.
40μLの溶出液を取って10μLの5×SDSサンプルバッファー(還元剤がない)を加え、95℃で10分間金属浴した後、SDS-PAGE電気泳動検出を行い、検出結果を図9に示す。図7、図9及び表6の実験結果から分かるように、生体磁性マイクロスフェアDはSPA-eGFP-Tamvavidin2との結合は再生可能性を有し、本発明に提供された生体磁性マイクロスフェアFは再生可能に使用されることができる。また、変性液を添加して加熱処理するステップは、生体磁性マイクロスフェアの結合効率に影響を与えない。 40 μL of the eluate was taken, 10 μL of 5×SDS sample buffer (no reducing agent) was added, subjected to a metal bath at 95° C. for 10 minutes, and then subjected to SDS-PAGE electrophoresis detection. The detection results are shown in FIG. As can be seen from the experimental results in FIGS. 7, 9 and Table 6, biomagnetic microsphere D has reproducible binding with SPA-eGFP-Tamvavidin2, and biomagnetic microsphere F provided in the present invention Can be used reproducibly. Also, the step of adding the denaturing solution and heat-treating does not affect the binding efficiency of the biomagnetic microspheres.
実施例5 プロテインAが結合した生体磁性マイクロスフェアGの製造(プロテインGを精製媒体とし、ビオチン-アビジンのアフィニティ複合体を連結要素とする) Example 5 Preparation of Biomagnetic Microspheres G with Protein A Binding (Protein G as Purification Medium and Biotin-Avidin Affinity Complex as Linking Element)
5.1 ProteinG-eGFP-アビジン融合タンパク質の合成(アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体E)
実施例2の方法を用いて、ProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質を合成し、ProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質を含むIVTT反応液、IVTT上清を順次製造した。
5.1 Synthesis of ProteinG-eGFP-Avidin Fusion Protein (Avidin-Affinity Protein Covalent Complex E)
A ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein was synthesized using the method of Example 2, and an IVTT reaction solution containing the ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein and an IVTT supernatant were sequentially produced.
まず三段遺伝子配列を含むProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質のDNA配列を構築した。ここで、「eGFP」セグメント及び「Tamvavidin2」セグメントのヌクレオチド配列は実施例2と同様であり、それぞれSEQ ID No.:3、SEQ ID No.:2であった。ここで、「ProteinG」セグメントのヌクレオチド配列(SEQ ID No.:4)は、G群連鎖球菌属(Streptococcus sp.group G)から、その抗体結合部位の遺伝子配列を選択した。 First, the DNA sequence of ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein containing the three-stage gene sequence was constructed. Here, the nucleotide sequences of the "eGFP" segment and the "Tamvavidin2" segment are the same as in Example 2, and have SEQ ID Nos. : 3, SEQ ID No. :2. Here, the nucleotide sequence of the "Protein G" segment (SEQ ID No.: 4) was selected from the gene sequence of its antibody binding site from Streptococcus sp. group G.
組換えPCR法を採用してProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質のDNAテンプレートを構築した。RCA法を用いて生体外増幅を行った。前記指示された生体外無細胞タンパク質合成方法(具体的にはクルイベロミセス・ラクチスに基づく細胞抽出物を採用した)を採用してProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質を合成した。 Recombinant PCR method was adopted to construct the DNA template of ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein. In vitro amplification was performed using the RCA method. A ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein was synthesized using the indicated in vitro cell-free protein synthesis method (specifically employing a Kluyveromyces lactis-based cell extract).
IVTT反応を行い、ProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質を含むIVTT反応液、IVTT上清を順次得た。 An IVTT reaction was performed to sequentially obtain an IVTT reaction solution containing the ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein and an IVTT supernatant.
5.2 プロテインGが結合した生体磁性マイクロスフェアGの製造
30μLの10%(v/v)実施例1で得られたビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDをピペットで取り、結合/洗浄緩衝液(10mMのNa2HPO4、pH 7.4、2mMのKH2PO4、140mMのNaCl、2.6mMのKCl)で3回洗浄した。
5.2 Preparation of Protein G-conjugated Biomagnetic Microsphere G Na 2 HPO 4 , pH 7.4, 2 mM KH 2 PO 4 , 140 mM NaCl, 2.6 mM KCl) three times.
2mLのProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質を含有するIVTT上清を取り、上記生体磁性マイクロスフェアDと4℃の条件で1時間回転インキュベートし、フロースルーである清液を収集し、フロースルーにはマイクロスフェアに結合されていない残りの融合タンパク質が含まれ、このステップを3回繰り返し、毎回新なIVTT上清を生体磁性マイクロスフェアDとインキュベートし、3回の異なるフロースルーを得た。即ち同一ロットの生体磁性マイクロスフェアDは連続的にIVTT上清におけるProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質と3回インキュベートした。毎回2mLのステップ5.1に得たIVTT上清を用い、対応する3回取得したフロースルーは順次にフロースルー1(FT1)、フロースルー2(FT2)、フロースルー3(FT3)と記した。蛍光光度法を採用してIVTT上清と前記3回フロースルーのeGFP蛍光値(RFU値で計量)を検出し、結果は図10に示す。 IVTT supernatant containing 2 mL of ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein was taken and incubated with the biomagnetic microsphere D at 4° C. for 1 hour by rotation. Remaining fusion protein not bound to microspheres was included, and this step was repeated three times, each time incubating fresh IVTT supernatant with Biomagnetic Microsphere D, resulting in three different flow-throughs. That is, the same lot of biomagnetic microsphere D was sequentially incubated three times with the ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein in the IVTT supernatant. Using 2 mL of the IVTT supernatant obtained in step 5.1 each time, the corresponding three obtained flow-throughs were labeled sequentially as flow-through 1 (FT1), flow-through 2 (FT2), flow-through 3 (FT3). . Fluorometric method was adopted to detect the eGFP fluorescence value (measured by RFU value) of the IVTT supernatant and the three times flow-through, and the results are shown in FIG.
フロースルーのRFU値はIVTT上清のRFU値に近くことは、生体磁性マイクロスフェアDがProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質に対する結合が飽和傾向にあると説明し、対応するRFU値は以下の表7に示す。1回目の結合量は、上清中のタンパク質量から、フロースルー1中のタンパク質量を差し引いて算出し、2回目の結合量は、上清中のタンパク質量から、フロースルー2中のタンパク質量を差し引いて算出し、3回目の結合量は、上清中のタンパク質量から、フロースルー3中のタンパク質量を差し引いて算出した。ProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質の濃度は、実施例2の方法を用いて、以下の式により算出した。 The fact that the flow-through RFU values are close to the IVTT supernatant RFU values explains the tendency of biomagnetic microsphere D to saturate binding to the ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein, and the corresponding RFU values are shown in Table 7 below. shown in The first binding amount was calculated by subtracting the protein amount in flow-through 1 from the protein amount in the supernatant, and the second binding amount was calculated by subtracting the protein amount in flow-through 2 from the supernatant protein amount. The third binding amount was calculated by subtracting the protein amount in flow-through 3 from the protein amount in the supernatant. The concentration of the ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein was calculated using the method of Example 2 using the following formula.
式中、XはProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質の質量濃度(μg/mL)であり、YはRFU蛍光示数であり、MはeGFPの分子量(26.7kDa)であり、NはProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質の分子量である。 where X is the mass concentration of ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein (μg/mL), Y is the RFU fluorescence index, M is the molecular weight of eGFP (26.7 kDa), and N is ProteinG-eGFP - is the molecular weight of the Tamvavidin2 fusion protein.
ここで、結合力は磁気ビーズに結合したProteinG融合タンパク質の質量と使用した磁気ビーズ体積である。 Here, the binding force is the mass of the Protein G fusion protein bound to the magnetic beads and the volume of the magnetic beads used.
上記生体磁性マイクロスフェアDとProteinG融合タンパク質を含有するIVTT上清とをインキュベートする過程により、アフィニティ複合体(ビオチン-アビジン)連結方式によりProtein Gが結合された生体磁性マイクロスフェアGを得て、ProteinG磁気ビーズとも記す。 By the process of incubating the biomagnetic microspheres D and the IVTT supernatant containing the Protein G fusion protein, biomagnetic microspheres G to which Protein G is bound by an affinity complex (biotin-avidin) linkage method are obtained. Also referred to as magnetic beads.
5.3.Protein G磁気ビーズ精製血清抗体(IgG抗体を標的タンパク質とする)
体積の異なるProteinG-eGFP-Tamvavidin2融合タンパク質が結合したProtein G磁気ビーズを、1mLの牛新生児血清と4℃で1時間回転インキュベートし、続いて1mLの結合/洗浄緩衝液で洗浄し(3回)、毎回4℃で10分間回転インキュベートした。100μLの0.1M pH2.8のグリシンで抗体を溶出し、10分の1体積(10μL)の1M pH8.0のTris-HClを溶出液中にで直ちに加えた。溶出液中のIgG抗体純度をSDS-PAGEにより測定した結果を図11に示す。グレースケール値に基づいて定量分析を行い、純度が95%より大きい。
5.3. Protein G magnetic bead-purified serum antibody (targeting IgG antibody)
Protein G magnetic beads bound with different volumes of ProteinG-eGFP-Tamvavidin2 fusion protein were rotary incubated with 1 mL of newborn calf serum for 1 hour at 4° C., followed by washing with 1 mL of binding/washing buffer (three times). , rotated for 10 min each time at 4°C. Antibodies were eluted with 100 μL of 0.1 M pH 2.8 glycine and one tenth volume (10 μL) of 1 M pH 8.0 Tris-HCl was added immediately into the eluate. FIG. 11 shows the results of measuring the IgG antibody purity in the eluate by SDS-PAGE. Quantitative analysis is performed based on grayscale values and the purity is greater than 95%.
実施例6 ナノ抗体anti-eGFPが結合した生体磁性マイクロスフェアHの製造(ナノ抗体anti-eGFPを精製媒体とし、ビオチン-アビジンのアフィニティ複合体を連結要素とする) Example 6 Production of biomagnetic microsphere H bound with nanoantibody anti-eGFP (using nanoantibody anti-eGFP as purification medium and biotin-avidin affinity complex as linking element)
6.1.antiEGFP-mScarlet-アビジン融合タンパク質(antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質、ナノ抗体の融合タンパク質)の合成
実施例2の方法を用いて、antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質を合成し(antiEGFP融合タンパク質と略記し、分子量59kDa)、antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質を含むIVTT反応液、IVTT上清を順次製造した。
6.1. Synthesis of antiEGFP-mScarlet-avidin fusion protein (antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein, fusion protein of nanoantibodies) Using the method of Example 2, an antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein was synthesized (abbreviated as antiEGFP fusion protein). , molecular weight 59 kDa), an IVTT reaction solution containing the antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein, and an IVTT supernatant were sequentially prepared.
まず三段遺伝子配列を含むantiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質のDNA配列を構築した。 First, the DNA sequence of the antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein containing the triple gene sequence was constructed.
ここで、「Tamvavidin2」セグメントのヌクレオチド配列は実施例2と同様であり、SEQSEQ ID No.:2を参照する。 Here, the nucleotide sequence of the "Tamvavidin2" segment is the same as in Example 2, SEQSEQ ID No. :2.
ここで、antiEGFPはアミノ酸配列が例えばSEQ ID No.:5に示すナノ抗体である。 Here, antiEGFP has an amino acid sequence of, for example, SEQ ID No. : Nanobody shown in 5.
ここで、mScarletは明るい赤色蛍光タンパク質であり、対応するヌクレオチド配列はSEQ ID No.:6である。 Here mScarlet is a bright red fluorescent protein and the corresponding nucleotide sequence is SEQ ID No. :6.
組換えPCR法を採用してantiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質のDNAテンプレートを構築した。RCA法を用いて体外増幅を行った。前記指示された生体外無細胞タンパク質合成方法を採用してantiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質を合成した。 Recombinant PCR method was adopted to construct the DNA template of antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein. In vitro amplification was performed using the RCA method. The antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein was synthesized using the in vitro cell-free protein synthesis method indicated above.
IVTT反応を行い、antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質を含むIVTT反応液、IVTT上清を順次得た。 An IVTT reaction was performed to sequentially obtain an IVTT reaction solution containing the antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein and an IVTT supernatant.
6.2 ナノ抗体anti-eGFPが結合した生体磁性マイクロスフェアHの製造
30μLの10%(v/v)実施例1で得られた生体磁性マイクロスフェアDをピペットで取り、結合/洗浄緩衝液(10mMのNa2HPO4、pH 7.4、2mMのKH2PO4、140mMのNaCl、2.6mMのKCl)で3回洗浄した。
6.2 Preparation of Nanobody anti-eGFP-conjugated Biomagnetic
2mLのantiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2融合タンパク質を含有するIVTT上清(RFU値2400)を取り、上記生体磁性マイクロスフェアDと4℃の条件で1時間回転インキュベートし、清液を収集し、それはフロースルー(RFU値1700)であった。フロースルーにはマイクロスフェアに結合されていない残りの融合タンパク質が含まれた。RFU値の測定条件は、励起波長(Ex)は569nmであり、発光波長(Em)は593nmであった。 Take 2 mL of IVTT supernatant containing antiEGFP-mScarlet-Tamvavidin2 fusion protein (RFU value 2400), rotate and incubate with the biomagnetic microsphere D at 4 ° C. for 1 hour, collect the supernatant, which is the flow-through (RFU value 1700). The flow-through contained residual fusion protein not bound to microspheres. The conditions for measuring the RFU value were an excitation wavelength (Ex) of 569 nm and an emission wavelength (Em) of 593 nm.
上記生体磁性マイクロスフェアDと前記antiEGFP融合タンパク質を含有するIVTT上清とをインキュベートする過程により、インキュベートされた磁気ビーズはアフィニティ複合体(ビオチン-Tamvavidin2)連結方式によりナノ抗体anti-eGFPと結合し、生体磁性マイクロスフェアHと記し、antiEGFP磁気ビーズ(ナノ抗体磁気ビーズ)とも記す。 Through the process of incubating the biomagnetic microspheres D and the IVTT supernatant containing the antiEGFP fusion protein, the incubated magnetic beads are bound to the nanoantibody anti-eGFP by affinity complex (biotin-Tamvavidin2) linkage, It is written as biomagnetic microsphere H, and also written as antiEGFP magnetic beads (nanoantibody magnetic beads).
6.3.antiEGFP磁気ビーズのeGFPタンパク質と結合する担持量の測定(eGFPを標的タンパク質とし、eGFP過剰)
30μLの10%(w/v)の本実施例6.2.で製造したantiEGFP磁気ビーズをピペットで取り、結合/洗浄緩衝液で3回洗浄し、使用に備えた。
6.3. Measurement of loading amount of antiEGFP magnetic beads that binds to eGFP protein (eGFP is the target protein, excess eGFP)
30 μL of 10% (w/v) of this Example 6.2. The anti-EGFP magnetic beads prepared in were pipetted and washed three times with binding/wash buffer and ready for use.
2mLのeGFPタンパク質のIVTT反応液(DNAテンプレートにおけるeGFPをコードするヌクレオチド配列はSEQ ID No.:3に示す)を取り、その蛍光値を測定し、Totalの蛍光値と記した。これを前記洗浄した3μLのantiEGFP磁気ビーズと混合し、1時間回転インキュベートし、磁気ビーズと結合していない上清をFlow-throughと記し、その蛍光値を測定した。表8の蛍光値測定結果に基づいて、eGFPの計算式を利用して対応するeGFPタンパク質の量を得て、得られたantiEGFP磁気ビーズの担持量が17.7mg/mL(ミリリットル当たりのantiEGFP磁気ビーズと結合するeGFPタンパク質の質量)であると計算した。 2 mL of the eGFP protein IVTT reaction solution (the nucleotide sequence encoding eGFP in the DNA template is shown in SEQ ID No. 3) was measured, and the fluorescence value was measured and recorded as the total fluorescence value. This was mixed with 3 μL of the washed anti-EGFP magnetic beads and incubated with rotation for 1 hour. Based on the fluorescence value measurement results in Table 8, the eGFP formula was used to obtain the corresponding amount of eGFP protein, and the resulting antiEGFP magnetic beads carried an amount of 17.7 mg/mL (antiEGFP magnetic per milliliter). mass of eGFP protein bound to the beads).
6.4.antiEGFP磁気ビーズによるeGFPタンパク質の精製効率(eGFPを標的タンパク質とし、磁気ビーズ過剰)
本実施例6.2で製造したantiEGFP磁気ビーズを取り、結合/洗浄緩衝液で3回洗浄し、使用に備えた。
6.4. Efficiency of purification of eGFP protein by antiEGFP magnetic beads (eGFP is the target protein, excess magnetic beads)
The antiEGFP magnetic beads prepared in this Example 6.2 were taken, washed three times with binding/wash buffer and ready for use.
1mLのeGFPタンパク質のIVTT反応液(DNAテンプレートにおけるeGFPをコードするヌクレオチド配列はSEQ ID No.:3に示す)を取り、その蛍光値を測定し、Totalと記した。これを過剰のantiEGFP磁気ビーズと混合し、1時間回転インキュベートし、清液を収集し、Flow-throughと記し、その蛍光値を測定した。磁気ビーズを1mLの結合/洗浄緩衝液で2回洗浄し、毎回4℃で10分間回転インキュベートし、得られた洗浄液をそれぞれWashing1、Washing2と記し、それぞれの蛍光値を測定した。インキュベートされた磁気ビーズは標的タンパク質eGFPと結合した。上記各蛍光値の測定結果を図12及び表9に示す。結果により、本方案で得られた抗eGFPの磁気ビーズはeGFPタンパク質と効果的に結合し、それを溶出することができる。IVTT上清及びフロースルーの蛍光値に基づいて、上記1時間インキュベートした後、antiEGFP磁気ビーズの標的タンパク質eGFPに対する結合効率が98.2%であると計算して得た。 1 mL of the eGFP protein IVTT reaction solution (the nucleotide sequence encoding eGFP in the DNA template is shown in SEQ ID No. 3) was taken, and the fluorescence value was measured and indicated as Total. This was mixed with an excess of antiEGFP magnetic beads, incubated with rotation for 1 hour, the supernatant was collected, marked as Flow-through, and its fluorescence value was measured. The magnetic beads were washed twice with 1 mL of binding/washing buffer, each time rotated and incubated at 4° C. for 10 minutes, and the resulting washes were labeled as Washing1 and Washing2, respectively, and the respective fluorescence values were measured. Incubated magnetic beads bound to the target protein eGFP. FIG. 12 and Table 9 show the measurement results of the above fluorescence values. The results show that the anti-eGFP magnetic beads obtained in this scheme can effectively bind eGFP protein and elute it. Based on the fluorescence values of the IVTT supernatant and flow-through, the binding efficiency of the antiEGFP magnetic beads to the target protein eGFP was calculated to be 98.2% after the 1 hour incubation.
100μLの0.1M pH2.8のグリシン溶出液で抗体を溶出し、10分の1体積(10μL)の1M pH8.0のTris-HClを溶出液中に直ちに加えた。溶出液の蛍光値を測定し、Elutionと記し、SDS-PAGEで純度を調べたところ、図13に示すように、純度は約95%であった。 Antibodies were eluted with 100 μL of 0.1 M pH 2.8 glycine eluate and one tenth volume (10 μL) of 1 M pH 8.0 Tris-HCl was immediately added into the eluate. The fluorescence value of the eluate was measured, described as Elution, and the purity was examined by SDS-PAGE. As shown in FIG. 13, the purity was about 95%.
なお、上述したのは本発明の好適な実施例の一部であり、本発明は上述した実施例の内容に限定されない。当業者であれば、本発明の技術的解決手段の概念範囲内又はその指導、示唆で、様々な変化及び変更が可能であり、行われたいずれの同等の技術的効果を有する変化及び変更は、いずれも本発明の保護範囲内にある。
<付記>
本開示は、以下の態様を含む。
<項1>
磁性マイクロスフェア本体を含む生体磁性マイクロスフェアであって、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、少なくとも1種の線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、ビオチン又はビオチン類似体が連結されている、ことを特徴とする生体磁性マイクロスフェア。
<項2>
前記ポリマーの分岐鎖末端には、連結要素を介して精製媒体が連結されており、前記連結要素は、前記ビオチン又はビオチン類似体を含む、ことを特徴とする項1に記載の生体磁性マイクロスフェア。
<項3>
前記精製媒体は、アビジン型タグ、ポリペプチド型タグ、タンパク質型タグ、抗体型タグ、抗原型タグ、又はそれらの組み合わせを含有し、
好ましくは、前記アビジン型タグは、アビジン、ビオチンと結合可能なアビジン類似体、ビオチン類似体と結合可能なアビジン類似体、又はそれらの組み合わせであり、
より好ましくは、前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端にはビオチンが連結されており、前記精製媒体はアビジンであり、且つ前記アビジンとの間でアフィニティ複合体の結合作用を形成し、
より好ましくは、前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体、又はそれらの組み合わせであり、
好ましくは、前記ポリペプチド型タグは、CBPタグ、ヒスチジンタグ、C-Mycタグ、FLAGタグ、Spotタグ、Cタグ、Aviタグ、Stregタグ、WRHPQFGG配列を含むタグ、WRHPQFGGの変体配列を含むタグ、RKAAVSHW配列を含むタグ、RKAAVSHWの変体配列を含むタグ、及びそれらの組み合わせから選択されるいずれか一つのタグ又はその変体であり、
好ましくは、前記タンパク質型タグは、アフィニティタンパク質、SUMOタグ、GSTタグ、MBPタグ、又はそれらの組み合わせから選択されるいずれか一つのタグ又はその変体であり、より好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインL、及びそれらの組み合わせから選択される、ことを特徴とする項2に記載の生体磁性マイクロスフェア。
<項4>
前記精製媒体は、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結され、
好ましくは、前記ビオチン又はビオチン類似体は、アフィニティ複合体作用によってアビジン又はアビジン類似体に連結され、前記精製媒体は、前記アビジン又はアビジン類似体に直接又は間接的に連結され、
より好ましくは、前記精製媒体は、アビジン型タグ-精製媒体共有結合複合体によって前記ポリマーの分岐鎖末端のビオチン又はビオチン類似体に連結され、アビジン型タグによってビオチン又はビオチン類似体との間にアフィニティ複合体の連結要素を形成し、
さらに好ましくは、前記精製媒体は、アビジン-精製媒体共有結合複合体によって前記ポリマーの分岐鎖末端のビオチン又はビオチン類似体と、アフィニティ複合体の連結要素を形成する、ことを特徴とする項2又は3のいずれか1項に記載の生体磁性マイクロスフェア。
<項5>
前記精製媒体と前記ポリマーの分岐鎖の末端と連結方式は、共有結合、超分子相互作用、連結要素、又はそれらの組み合わせであり、
好ましくは、前記共有結合は、動的共有結合であり、さらに好ましくは、前記動的共有結合は、イミン結合、アシルヒドラゾン結合、ジスルフィド結合、又はそれらの組み合わせを含み、
好ましくは、前記超分子相互作用は、配位結合、アフィニティ複合体相互作用、静電吸着、水素結合、π-πオーバーラップ作用、疎水性相互作用、及びそれらの組み合わせから選択され、
より好ましくは、前記アフィニティ複合体相互作用は、ビオチン-アビジン相互作用、ビオチン類似体-アビジン相互作用、ビオチン-アビジン類似体相互作用、ビオチン類似体-アビジン類似体相互作用から選択される、ことを特徴とする項2~4のいずれか1項に記載の生体磁性マイクロスフェア。
<項6>
前記ビオチン又はビオチン類似体と結合したアビジンをさらに含み、ここで、前記ビオチン又はビオチン類似体は、前記アビジンとの間にアフィニティ複合体の結合作用を形成し、好ましくは、前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体、又はそれらの組み合わせである、ことを特徴とする項1に記載の生体磁性マイクロスフェア。
<項7>
前記アビジン又はアビジン類似体と連結したアフィニティタンパク質をさらに含む、ことを特徴とする項6に記載の生体磁性マイクロスフェア。
<項8>
前記磁性マイクロスフェア本体のサイズは、0.1μm、0.15μm、0.2μm、0.25μm、0.3μm、0.35μm、0.4μm、0.45μm、0.5μm、0.55μm、0.6μm、0.65μm、0.7μm、0.75μm、0.8μm、0.85μm、0.9μm、0.95μm、1μm、1.5μm、2μm、2.5μm、3μm、3.5μm、4μm、4.5μm、5μm、5.5μm、6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm、550μm、600μm、650μm、700μm、750μm、800μm、850μm、900μm、950μm、1000μmのいずれか一つの粒子径スケール又はいずれか2つの粒子径スケールの間の範囲から選択され、前記直径サイズは平均値であり、
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.1~10μmから選択され、
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.2~6μmから選択され、
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.4~5μmから選択され、
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.5~3μmから選択され、
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.2~1μmから選択され、
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.5~1μmから選択され、
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は1μm~1mmから選択され、
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の平均直径は、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、950nm、1000nmであり、偏差は±20%であり、より好ましくは±10%である、ことを特徴とする項1~7のいずれか1項に記載の生体磁性マイクロスフェア。
<項9>
前記ポリマーの線状主鎖は、ポリオレフィン主鎖又はアクリル系ポリマー主鎖であり、
好ましくは、前記ポリマーの線状主鎖は、ポリオレフィン主鎖であり、且つアクリル系ポリマーの主鎖から提供され、
より好ましくは、前記アクリル系ポリマーのモノマー単位が、アクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステルのいずれか一つ、又はそれらの組み合わせである、ことを特徴とする項1~8のいずれか1項に記載の生体磁性マイクロスフェア。
<項10>
前記ポリマーの分岐鎖は、官能基に基づく共有結合によってビオチン又はビオチン類似体に共有結合し、
好ましくは、前記官能基に基づく共有結合とは、官能基が共有結合に関与することによって形成される共有結合を意味し、ここで、前記官能基は、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基の塩形態、アミノ基の塩形態、ギ酸エステル基、又は前記官能基の組み合わせを指す、ことを特徴とする項1に記載の生体磁性マイクロスフェア。
<項11>
前記ポリマーの線状主鎖は、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面に直接的に、又は連結基を介して間接的に共有結合している、ことを特徴とする項1~10のいずれか1項に記載の生体磁性マイクロスフェア。
<項12>
前記磁性マイクロスフェア本体は、SiO
2
で被覆された磁性材料であり、
好ましくは、前記磁性材料は、鉄酸化物、鉄化合物、鉄合金、コバルト化合物、コバルト合金、ニッケル化合物、ニッケル合金、マンガン酸化物、マンガン合金、又はそれらの組み合わせであり、
より好ましくは、前記磁性材料は、Fe
3
O
4
、γ-Fe
2
O
3
、窒化鉄、Mn
3
O
4
、FeCrMo、FeAlC、AlNiCo、FeCrCo、ReCo、ReFe、PtCo、MnAlC、CuNiFe、AlMnAg、MnBi、FeNiMo、FeSi、FeAl、FeSiAl、BaO・6Fe
2
O
3
、SrO・6Fe
2
O
3
、PbO・6Fe
2
O
3
、GdO、又はそれらの組み合わせである、ことを特徴とする項1~11のいずれか1項に記載の生体磁性マイクロスフェア。
<項13>
項1に記載の生体磁性マイクロスフェアの製造方法であって、
(1)アミノ化シランカップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行い、アミノ基を磁性マイクロスフェア本体の外表面に導入して、アミノ基修飾磁性マイクロスフェアAを形成させるステップであって、
前記磁性マイクロスフェア本体は、SiO
2
で被覆された磁性材料であるステップと、
(2)カルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用してアクリル酸分子を前記磁性マイクロスフェアAの外表面に共有結合的にカップリングさせ、炭素-炭素二重結合を導入して、炭素-炭素二重結合含有磁性マイクロスフェアBを形成させるステップと、
(3)架橋剤を加えない条件で、炭素-炭素二重結合の重合反応を利用し、アクリル系モノマー分子を重合させ、得られたアクリル系ポリマーは線状主鎖と官能基を含む分岐鎖とを有し、ポリマーは線状主鎖の一端によって磁性マイクロスフェアBの外表面に共有結合的にカップリグされ、アクリル酸系ポリマー修飾の磁性マイクロスフェアCを形成させるステップと、
(4)前記ポリマーの分岐鎖に含まれる官能基により、ビオチン又はビオチン類似体をポリマーの分岐鎖末端に共有結合的にカップリングさせて、前記生体磁性マイクロスフェアを得るステップと、を含む製造方法。
<項14>
項2~5のいずれか1項に記載の生体磁性マイクロスフェアの製造方法であって、
(1)アミノ化シランカップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行い、アミノ基を磁性マイクロスフェア本体の外表面に導入して、アミノ基修飾の磁性マイクロスフェアAを形成させるステップであって、
前記磁性マイクロスフェア本体は、SiO
2
で被覆された磁性材料であるステップと、
(2)カルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用してアクリル酸分子を前記磁性マイクロスフェアAの外表面に共有結合的にカップリングさせ、炭素-炭素二重結合を導入して、炭素-炭素二重結合含有磁性マイクロスフェアBを形成させるステップと、
(3)架橋剤を加えない条件で、炭素-炭素二重結合の重合反応を利用して、アクリル系モノマー分子を重合させ、得られたアクリル系ポリマーは線状主鎖と官能基を含む分岐鎖とを有し、ポリマーは線状主鎖の一端によって磁性マイクロスフェアBの外表面に共有結合的にカップリングされ、アクリル系ポリマー修飾磁性マイクロスフェアCを形成させるステップと、
(4)前記ポリマーの分岐鎖に含まれる官能基により、ビオチン又はビオチン類似体をポリマーの分岐鎖末端に共有結合的にカップリングさせて、ビオチン又はビオチン類似体で修飾された生体磁性マイクロスフェアDを得るステップと、
(5)精製媒体を前記生体磁性マイクロスフェアDにおける前記ポリマーの分岐鎖末端のビオチン又はビオチン類似体に連結させて、精製媒体が結合された前記生体磁性マイクロスフェアを得るステップと、を含み、
好ましくは、アビジン又はアビジン類似体と精製媒体の共有結合複合体をポリマーの分岐鎖末端に結合させ、前記ビオチン又はビオチン類似体と前記アビジン又はアビジン類似体との間にアフィニティ複合体の結合作用を形成させて、精製媒体付き前記生体磁性マイクロスフェアを得、
独立して任意に、(6)磁石で生体磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、洗浄するステップを含み、
独立して任意に、前記アビジン又はアビジン類似体と精製媒体の共有結合複合体との交換を含む、製造方法。
<項15>
項7に記載の生体磁性マイクロスフェアの製造方法であって、
好ましくは、前記生体磁性マイクロスフェアの製造方法は、
(1)アミノ化シランカップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行い、アミノ基を磁性マイクロスフェア本体の外表面に導入して、アミノ基修飾の磁性マイクロスフェアAを形成させるステップであって、前記磁性マイクロスフェア本体は、SiO
2
で被覆された磁性材料であるステップと、
(2)カルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用してアクリル酸分子を前記磁性マイクロスフェアAの外表面に共有結合的にカップリングさせ、炭素-炭素二重結合を導入して、炭素-炭素二重結合含有磁性マイクロスフェアBを形成させるステップと、
(3)架橋剤を加えない条件で、炭素-炭素二重結合の重合反応を利用して、アクリル系モノマー分子を重合させ、得られたアクリル系ポリマーは線状主鎖と官能基を含む分岐鎖とを有し、ポリマーは線状主鎖の一端によって磁性マイクロスフェアBの外表面に共有結合的にカップリングされ、アクリル系ポリマー修飾の磁性マイクロスフェアCを形成させるステップと、
(4)前記ポリマーの分岐鎖に含まれる官能基により、ビオチンをポリマーの分岐鎖末端に共有結合的にカップリングさせて、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDを得るステップと、
(5)アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eをポリマーの分岐鎖末端に連結させ、ビオチンとアビジンとの間にアフィニティ複合体の結合作用を形成させて、アフィニティタンパク質が結合された前記生体磁性マイクロスフェアを得るステップと、を含み、
独立して任意に、(6)磁石で前記生体磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、洗浄するステップを含み、
独立して任意に、前記アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eの交換を含む、製造方法。
<項16>
項1~12のいずれか1項に記載の生体磁性マイクロスフェアのタンパク質系物質の分離・精製における使用であって、
好ましくは、前記生体磁性マイクロスフェアの抗体系物質の分離・精製における使用であり、
前記精製媒体は、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される場合、前記使用は選択的に生体磁性マイクロスフェアの再生使用をさらに含む、使用。
<項17>
項2~5又は7のいずれか1項に記載の生体磁性マイクロスフェアの抗体系物質の分離・精製における使用であって、前記精製媒体はアフィニティタンパク質であり、
好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、ビオチン-アビジン-アフィニティタンパク質の方式でポリマーの分岐鎖に連結され、
好ましくは、前記抗体系物質は、抗体、抗体断片、抗体融合タンパク質、抗体断片融合タンパク質を含み、
前記アフィニティタンパク質は、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される場合、前記使用は選択的に生体磁性マイクロスフェアの再生使用をさらに含み、即ちアフィニティタンパク質の交換後の再利用を含む、ことを特徴とする使用。
<項18>
生体磁性マイクロスフェアであって、磁性マイクロスフェア本体を含み、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、少なくとも1種の線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、ビオチンが連結されており、さらにアフィニティ複合体の結合作用によってアビジンに連結される、ことを特徴とする生体磁性マイクロスフェア。
<項19>
磁性マイクロスフェア本体を含む生体磁性マイクロスフェアであって、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、少なくとも1種の線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、精製媒体が連結されており、前記精製媒体は、アビジン型タグ、ポリペプチド型タグ、タンパク質型タグ、抗体型タグ、抗原型タグ、及びそれらの組み合わせから選択され、
好ましくは、前記アビジン型タグは、アビジン、ビオチンと結合可能なアビジン類似体、ビオチン類似体と結合可能なアビジン類似体、又はそれらの組み合わせであり、
より好ましくは、前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体、又はそれらの組み合わせであり、
好ましくは、前記ポリペプチド型タグは、CBPタグ、ヒスチジンタグ、C-Mycタグ、FLAGタグ、Spotタグ、Cタグ、Aviタグ、Stregタグ、WRHPQFGG配列を含むタグ、WRHPQFGGの変体配列を含むタグ、RKAAVSHW配列を含むタグ、RKAAVSHWの変体配列を含むタグ、又はそれらの組み合わせのいずれか一つのタグ又はその変体から選択され、前記Stregタグは、WSHPQFEK及びその変体を含み、
好ましくは、前記タンパク質型タグは、アフィニティタンパク質、SUMOタグ、GSTタグ、MBPタグ、又はそれらの組み合わせから選択されるいずれか一つのタグ又はその変体であり、より好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインL、及びそれらの組み合わせのいずれかの一つタグ又はその変体から選択され、
より好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、少なくとも1種の線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に共有結合的に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、アフィニティタンパク質が連結されており、さらに好ましくは、前記アフィニティタンパク質とポリマーの線状主鎖との間の分岐鎖骨格にアフィニティ複合体の結合作用が存在し、更に好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインL、及びそれらの組み合わせから選択される、ことを特徴とする生体磁性マイクロスフェア。
In addition, what has been described above is only a part of the preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the contents of the above-described embodiments. A person skilled in the art can make various changes and modifications within the conceptual scope of the technical solution of the present invention or under the guidance and suggestion thereof, and any changes and modifications with equivalent technical effects made , are all within the protection scope of the present invention.
<Appendix>
The present disclosure includes the following aspects.
<
A biomagnetic microsphere comprising a magnetic microsphere body, wherein the outer surface of the magnetic microsphere body has at least one polymer having a linear backbone and a branched chain, and one end of the linear backbone is immobilized on the outer surface of the magnetic microsphere body, the other end of the polymer is free from the outer surface of the magnetic microsphere body, and biotin or a biotin analogue is linked to the branched end of the polymer of the biomagnetic microsphere. A biomagnetic microsphere characterized by comprising:
<
<
the purification medium contains an avidin-type tag, a polypeptide-type tag, a protein-type tag, an antibody-type tag, an antigen-type tag, or a combination thereof;
Preferably, the avidin-type tag is avidin, an avidin analogue capable of binding to biotin, an avidin analogue capable of binding to a biotin analogue, or a combination thereof,
More preferably, biotin is linked to the branched ends of the polymers of the biomagnetic microspheres, the purification medium is avidin, and an affinity complex is formed with the avidin,
More preferably, said avidin is streptavidin, modified streptavidin, streptavidin analogues, or a combination thereof,
Preferably, the polypeptide-type tag is a CBP tag, a histidine tag, a C-Myc tag, a FLAG tag, a Spot tag, a C tag, an Avi tag, a Streg tag, a tag containing a WRHPQFGG sequence, a tag containing a variant sequence of WRHPQFGG, any one tag selected from a tag containing an RKAAVSHW sequence, a tag containing a variant sequence of RKAAVSHW, and a combination thereof, or a variant thereof;
Preferably, the protein-type tag is an affinity protein, a SUMO tag, a GST tag, an MBP tag, or any one tag selected from a combination thereof, or a variant thereof. More preferably, the affinity protein is a
<
the purification medium is linked to the branched chain ends of the polymer by a linking element comprising an affinity complex;
Preferably, said biotin or biotin analogue is linked to avidin or an avidin analogue by affinity complexing, said purification medium is directly or indirectly linked to said avidin or avidin analogue,
More preferably, the purification medium is linked to biotin or a biotin analogue at the branched end of the polymer by an avidin-type tag-purification medium covalent complex, and affinity between the biotin or biotin analogue is established by the avidin-type tag. form the connecting elements of the complex,
More preferably, the purification medium forms a linking element of an affinity complex with biotin or a biotin analog at the branched chain end of the polymer through an avidin-purification medium covalent complex. 4. The biomagnetic microsphere according to any one of 3.
<
wherein the purification media and the polymer branched ends and the linking scheme are covalent bonds, supramolecular interactions, linking elements, or a combination thereof;
preferably said covalent bond is a dynamic covalent bond, more preferably said dynamic covalent bond comprises an imine bond, an acyl hydrazone bond, a disulfide bond, or a combination thereof;
Preferably, said supramolecular interactions are selected from coordinate bonds, affinity complex interactions, electrostatic adsorption, hydrogen bonding, π-π overlap interactions, hydrophobic interactions and combinations thereof;
More preferably, said affinity complex interaction is selected from biotin-avidin interaction, biotin analogue-avidin interaction, biotin-avidin analogue interaction, biotin analogue-avidin analogue interaction. 5. Biomagnetic microspheres according to any one of
<Section 6>
further comprising avidin bound to said biotin or biotin analogue, wherein said biotin or biotin analogue forms a binding function of an affinity complex with said avidin, preferably said avidin is streptavidin , modified streptavidin, streptavidin analogs, or combinations thereof.
<Item 7>
7. The biomagnetic microsphere of paragraph 6, further comprising an affinity protein linked to said avidin or avidin analogue.
<Item 8>
The size of the magnetic microsphere body is 0.1 μm, 0.15 μm, 0.2 μm, 0.25 μm, 0.3 μm, 0.35 μm, 0.4 μm, 0.45 μm, 0.5 μm, 0.55 μm, 0 .6 μm, 0.65 μm, 0.7 μm, 0.75 μm, 0.8 μm, 0.85 μm, 0.9 μm, 0.95 μm, 1 μm, 1.5 μm, 2 μm, 2.5 μm, 3 μm, 3.5 μm, 4 μm , 4.5 μm, 5 μm, 5.5 μm, 6 μm, 6.5 μm, 7 μm, 7.5 μm, 8 μm, 8.5 μm, 9 μm, 9.5 μm, 10 μm, 15 μm, 20 μm, 25 μm, 30 μm, 35 μm, 40 μm, 45 μm , 50 μm, 55 μm, 60 μm, 65 μm, 70 μm, 75 μm, 80 μm, 85 μm, 90 μm, 95 μm, 100 μm, 150 μm, 200 μm, 250 μm, 300 μm, 350 μm, 400 μm, 450 μm, 500 μm, 550 μm, 600 μm, 650 μm, 700 μm, 700 μm , 850 μm, 900 μm, 950 μm, 1000 μm, or a range between any two particle size scales, said diameter size being an average value;
Preferably, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 0.1 to 10 μm,
Preferably, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 0.2 to 6 μm,
Preferably, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 0.4 to 5 μm,
Preferably, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 0.5 to 3 μm,
Preferably, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 0.2 to 1 μm,
Preferably, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 0.5 to 1 μm,
Preferably, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 1 μm to 1 mm,
Preferably, the average diameter of said magnetic microsphere bodies is 200 nm, 250 nm, 300 nm, 350 nm, 400 nm, 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, 750 nm, 800 nm, 850 nm, 900 nm, 950 nm, 1000 nm with deviation is ±20%, more preferably ±10%.
<Item 9>
the linear backbone of the polymer is a polyolefin backbone or an acrylic polymer backbone;
Preferably, the linear backbone of said polymer is a polyolefin backbone and is provided from an acrylic polymer backbone,
More preferably, the monomer unit of the acrylic polymer is any one of acrylic acid, acrylate, acrylate, methacrylic acid, methacrylate, methacrylate, or a combination thereof. 9. The biomagnetic microsphere according to any one of
<
the branched chains of the polymer are covalently attached to biotin or biotin analogues by covalent bonds based on functional groups;
Preferably, the covalent bond based on the functional group means a covalent bond formed by participating in the covalent bond of the functional group, wherein the functional group is a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, a mercapto group. , a salt form of a carboxyl group, a salt form of an amino group, a formate group, or a combination of said functional groups.
<Item 11>
11. Any one of
<Item 12>
The magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO2 ,
Preferably, said magnetic material is an iron oxide, an iron compound, an iron alloy, a cobalt compound, a cobalt alloy, a nickel compound, a nickel alloy, a manganese oxide, a manganese alloy, or a combination thereof;
More preferably, the magnetic material is Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 , iron nitride, Mn 3 O 4 , FeCrMo, FeAlC, AlNiCo, FeCrCo, ReCo, ReFe, PtCo, MnAlC, CuNiFe, AlMnAg, MnBi , FeNiMo, FeSi, FeAl, FeSiAl, BaO.6Fe 2 O 3 , SrO.6Fe 2 O 3 , PbO.6Fe 2 O 3 , GdO, or a combination thereof. 1. Biomagnetic microspheres according to
<Item 13>
(1) Chemically modifying the main body of the magnetic microsphere using an aminated silane coupling agent to introduce an amino group to the outer surface of the main body of the magnetic microsphere to form an amino group-modified magnetic microsphere A. is a step
the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO2 ;
(2) covalently coupling an acrylic acid molecule to the outer surface of the magnetic microsphere A using a covalent reaction between a carboxyl group and an amino group to introduce a carbon-carbon double bond; , forming carbon-carbon double bond-containing magnetic microspheres B;
(3) Under the condition that no cross-linking agent is added, polymerize acrylic monomer molecules by using the polymerization reaction of carbon-carbon double bonds, and the resulting acrylic polymer is a linear main chain and a branched chain containing functional groups. wherein the polymer is covalently coupled to the outer surface of the magnetic microsphere B by one end of the linear backbone to form an acrylic acid-based polymer modified magnetic microsphere C;
(4) covalently coupling biotin or biotin analogues to the branch ends of the polymer via functional groups contained in the branched chains of the polymer to obtain the biomagnetic microspheres. .
<
A method for producing a biomagnetic microsphere according to any one of
(1) Chemically modifying the main body of the magnetic microsphere using an aminated silane coupling agent to introduce an amino group to the outer surface of the main body of the magnetic microsphere to form an amino group-modified magnetic microsphere A. a step of causing
the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO2 ;
(2) covalently coupling an acrylic acid molecule to the outer surface of the magnetic microsphere A using a covalent reaction between a carboxyl group and an amino group to introduce a carbon-carbon double bond; , forming carbon-carbon double bond-containing magnetic microspheres B;
(3) without adding a cross-linking agent, by utilizing the polymerization reaction of carbon-carbon double bonds, the acrylic monomer molecules are polymerized, and the resulting acrylic polymer is branched containing a linear main chain and functional groups; the polymer is covalently coupled to the outer surface of the magnetic microsphere B by one end of the linear backbone to form an acrylic polymer-modified magnetic microsphere C;
(4) biomagnetic microspheres D modified with biotin or biotin analogues by covalently coupling biotin or biotin analogues to the branched ends of the polymer via functional groups contained in the branched chains of the polymer; a step of obtaining
(5) linking a purification medium to biotin or a biotin analogue at the branched ends of the polymer in the biomagnetic microspheres D to obtain the biomagnetic microspheres with the purification medium attached;
Preferably, a covalent complex of avidin or an avidin analogue and a purification medium is attached to the branched ends of the polymer, allowing binding action of the affinity complex between said biotin or biotin analogue and said avidin or avidin analogue. forming to obtain said biomagnetic microspheres with purification media;
independently optionally, (6) sedimenting the biomagnetic microspheres with a magnet, removing the liquid phase, and washing;
independently optionally comprising exchanging said avidin or avidin analogue with a covalent complex of a purification medium.
<Item 15>
Item 8. A method for producing biomagnetic microspheres according to Item 7,
Preferably, the method for producing biomagnetic microspheres comprises:
(1) Chemically modifying the main body of the magnetic microsphere using an aminated silane coupling agent to introduce an amino group to the outer surface of the main body of the magnetic microsphere to form an amino group-modified magnetic microsphere A. wherein the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO2 ;
(2) covalently coupling an acrylic acid molecule to the outer surface of the magnetic microsphere A using a covalent reaction between a carboxyl group and an amino group to introduce a carbon-carbon double bond; , forming carbon-carbon double bond-containing magnetic microspheres B;
(3) without adding a cross-linking agent, by utilizing the polymerization reaction of carbon-carbon double bonds, the acrylic monomer molecules are polymerized, and the resulting acrylic polymer is branched containing a linear main chain and functional groups; the polymer is covalently coupled to the outer surface of the magnetic microsphere B by one end of the linear backbone to form an acrylic polymer-modified magnetic microsphere C;
(4) covalently coupling biotin to the branched chain ends of the polymer through functional groups contained in the branched chains of the polymer to obtain biotin-modified biomagnetic microspheres D;
(5) linking the avidin-affinity protein covalent complex E to the branched chain end of the polymer, forming the binding action of the affinity complex between biotin and avidin, and the biomagnetic microparticles bound with the affinity protein; obtaining a sphere; and
independently and optionally, (6) sedimenting said biomagnetic microspheres with a magnet, removing the liquid phase and washing;
independently optionally comprising exchange of said avidin-affinity protein covalent complex E.
<Item 16>
Use of the biomagnetic microspheres according to any one of
Preferably, the biomagnetic microspheres are used in the separation and purification of antibody-based substances,
Use wherein said use optionally further comprises regenerating use of biomagnetic microspheres when said purification medium is linked to the branched ends of said polymer by a linking element comprising an affinity complex.
<Item 17>
Use of the biomagnetic microspheres according to any one of
Preferably, said affinity protein is linked to the branched chains of the polymer in the manner of biotin-avidin-affinity protein,
Preferably, the antibody-based substance includes an antibody, an antibody fragment, an antibody fusion protein, an antibody fragment fusion protein,
When said affinity protein is linked to the branched ends of said polymer by a linking element comprising an affinity complex, said use optionally further comprises a regeneration use of the biomagnetic microspheres, i.e. regeneration after exchange of the affinity protein. A use characterized by including utilization.
<
1. A biomagnetic microsphere comprising a magnetic microsphere body, having at least one polymer having a linear backbone and a branched chain on the outer surface of the magnetic microsphere body, One end is fixed to the outer surface of the main body of the magnetic microsphere, the other end of the polymer is free from the outer surface of the main body of the magnetic microsphere, biotin is linked to the branched chain end of the polymer of the magnetic microsphere, and A biomagnetic microsphere characterized in that it is linked to avidin by the binding action of an affinity complex.
<Item 19>
A biomagnetic microsphere comprising a magnetic microsphere body, wherein the outer surface of the magnetic microsphere body has at least one polymer having a linear backbone and a branched chain, and one end of the linear backbone is immobilized on the outer surface of the magnetic microsphere body, the other end of the polymer is free from the outer surface of the magnetic microsphere body, the branched chain end of the polymer of the magnetic microsphere is linked to the purification medium, and the the purification medium is selected from avidin-type tags, polypeptide-type tags, protein-type tags, antibody-type tags, antigen-type tags, and combinations thereof;
Preferably, the avidin-type tag is avidin, an avidin analogue capable of binding to biotin, an avidin analogue capable of binding to a biotin analogue, or a combination thereof,
More preferably, said avidin is streptavidin, modified streptavidin, streptavidin analogues, or a combination thereof,
Preferably, the polypeptide-type tag is a CBP tag, a histidine tag, a C-Myc tag, a FLAG tag, a Spot tag, a C tag, an Avi tag, a Streg tag, a tag containing a WRHPQFGG sequence, a tag containing a variant sequence of WRHPQFGG, selected from any one of a tag comprising a RKAAVSHW sequence, a tag comprising a variant sequence of RKAAVSHW, or a combination thereof or variants thereof, wherein the Streg tag comprises WSHPQFEK and variants thereof;
Preferably, the protein-type tag is an affinity protein, a SUMO tag, a GST tag, an MBP tag, or any one tag selected from a combination thereof, or a variant thereof. More preferably, the affinity protein is a protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G, denatured protein L, and combinations thereof or variants thereof;
More preferably, the outer surface of the magnetic microsphere body has at least one polymer having a linear main chain and a branched chain, and one end of the linear main chain is shared with the outer surface of the magnetic microsphere body. The other end of the polymer is fixed by binding, the other end of the polymer is released from the outer surface of the main body of the magnetic microsphere, and the branched chain end of the polymer of the magnetic microsphere is linked to an affinity protein, more preferably the affinity protein. and the linear backbone of the polymer, more preferably said affinity protein is protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G , denatured Protein L, and combinations thereof.
Claims (19)
好ましくは、前記アビジン型タグは、アビジン、ビオチンと結合可能なアビジン類似体、ビオチン類似体と結合可能なアビジン類似体、又はそれらの組み合わせであり、
より好ましくは、前記生体磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端にはビオチンが連結されており、前記精製媒体はアビジンであり、且つ前記アビジンとの間でアフィニティ複合体の結合作用を形成し、
より好ましくは、前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体、又はそれらの組み合わせであり、
好ましくは、前記ポリペプチド型タグは、CBPタグ、ヒスチジンタグ、C-Mycタグ、FLAGタグ、Spotタグ、Cタグ、Aviタグ、Stregタグ、WRHPQFGG配列を含むタグ、WRHPQFGGの変体配列を含むタグ、RKAAVSHW配列を含むタグ、RKAAVSHWの変体配列を含むタグ、及びそれらの組み合わせから選択されるいずれか一つのタグ又はその変体であり、
好ましくは、前記タンパク質型タグは、アフィニティタンパク質、SUMOタグ、GSTタグ、MBPタグ、又はそれらの組み合わせから選択されるいずれか一つのタグ又はその変体であり、より好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインL、及びそれらの組み合わせから選択される、ことを特徴とする請求項2に記載の生体磁性マイクロスフェア。 the purification medium contains an avidin-type tag, a polypeptide-type tag, a protein-type tag, an antibody-type tag, an antigen-type tag, or a combination thereof;
Preferably, the avidin-type tag is avidin, an avidin analogue capable of binding to biotin, an avidin analogue capable of binding to a biotin analogue, or a combination thereof,
More preferably, biotin is linked to the branched ends of the polymers of the biomagnetic microspheres, the purification medium is avidin, and an affinity complex is formed with the avidin,
More preferably, said avidin is streptavidin, modified streptavidin, streptavidin analogues, or a combination thereof,
Preferably, the polypeptide-type tag is a CBP tag, a histidine tag, a C-Myc tag, a FLAG tag, a Spot tag, a C tag, an Avi tag, a Streg tag, a tag containing a WRHPQFGG sequence, a tag containing a variant sequence of WRHPQFGG, any one tag selected from a tag containing an RKAAVSHW sequence, a tag containing a variant sequence of RKAAVSHW, and a combination thereof, or a variant thereof;
Preferably, the protein-type tag is an affinity protein, a SUMO tag, a GST tag, an MBP tag, or any one tag selected from a combination thereof, or a variant thereof. More preferably, the affinity protein is a protein 3. The biomagnetic microspheres of claim 2, selected from A, Protein G, Protein L, Denatured Protein A, Denatured Protein G, Denatured Protein L, and combinations thereof.
好ましくは、前記ビオチン又はビオチン類似体は、アフィニティ複合体作用によってアビジン又はアビジン類似体に連結され、前記精製媒体は、前記アビジン又はアビジン類似体に直接又は間接的に連結され、
より好ましくは、前記精製媒体は、アビジン型タグ-精製媒体共有結合複合体によって前記ポリマーの分岐鎖末端のビオチン又はビオチン類似体に連結され、アビジン型タグによってビオチン又はビオチン類似体との間にアフィニティ複合体の連結要素を形成し、
さらに好ましくは、前記精製媒体は、アビジン-精製媒体共有結合複合体によって前記ポリマーの分岐鎖末端のビオチン又はビオチン類似体と、アフィニティ複合体の連結要素を形成する、ことを特徴とする請求項2又は3のいずれか1項に記載の生体磁性マイクロスフェア。 the purification medium is linked to the branched chain ends of the polymer by a linking element comprising an affinity complex;
Preferably, said biotin or biotin analogue is linked to avidin or an avidin analogue by affinity complexing, said purification medium is directly or indirectly linked to said avidin or avidin analogue,
More preferably, the purification medium is linked to biotin or a biotin analogue at the branched end of the polymer by an avidin-type tag-purification medium covalent complex, and affinity between biotin or a biotin analogue is established by an avidin-type tag. form the connecting elements of the complex,
More preferably, the purification medium forms a linking element of an affinity complex with biotin or a biotin analog at the branched chain end of the polymer through an avidin-purification medium covalent complex. 4. or the biomagnetic microsphere according to any one of 3.
好ましくは、前記共有結合は、動的共有結合であり、さらに好ましくは、前記動的共有結合は、イミン結合、アシルヒドラゾン結合、ジスルフィド結合、又はそれらの組み合わせを含み、
好ましくは、前記超分子相互作用は、配位結合、アフィニティ複合体相互作用、静電吸着、水素結合、π-πオーバーラップ作用、疎水性相互作用、及びそれらの組み合わせから選択され、
より好ましくは、前記アフィニティ複合体相互作用は、ビオチン-アビジン相互作用、ビオチン類似体-アビジン相互作用、ビオチン-アビジン類似体相互作用、ビオチン類似体-アビジン類似体相互作用から選択される、ことを特徴とする請求項2~4のいずれか1項に記載の生体磁性マイクロスフェア。 wherein the purification media and the polymer branched ends and the linking scheme are covalent bonds, supramolecular interactions, linking elements, or a combination thereof;
preferably said covalent bond is a dynamic covalent bond, more preferably said dynamic covalent bond comprises an imine bond, an acylhydrazone bond, a disulfide bond, or a combination thereof;
Preferably, said supramolecular interactions are selected from coordinate bonds, affinity complex interactions, electrostatic adsorption, hydrogen bonding, π-π overlap interactions, hydrophobic interactions and combinations thereof;
More preferably, said affinity complex interaction is selected from biotin-avidin interaction, biotin analogue-avidin interaction, biotin-avidin analogue interaction, biotin analogue-avidin analogue interaction. Biomagnetic microspheres according to any one of claims 2-4.
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.1~10μmから選択され、
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.2~6μmから選択され、
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.4~5μmから選択され、
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.5~3μmから選択され、
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.2~1μmから選択され、
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は0.5~1μmから選択され、
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の直径は1μm~1mmから選択され、
好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の平均直径は、200nm、250nm、300nm、350nm、400nm、450nm、500nm、550nm、600nm、650nm、700nm、750nm、800nm、850nm、900nm、950nm、1000nmであり、偏差は±20%であり、より好ましくは±10%である、ことを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の生体磁性マイクロスフェア。 The size of the magnetic microsphere body is 0.1 μm, 0.15 μm, 0.2 μm, 0.25 μm, 0.3 μm, 0.35 μm, 0.4 μm, 0.45 μm, 0.5 μm, 0.55 μm, 0 .6 μm, 0.65 μm, 0.7 μm, 0.75 μm, 0.8 μm, 0.85 μm, 0.9 μm, 0.95 μm, 1 μm, 1.5 μm, 2 μm, 2.5 μm, 3 μm, 3.5 μm, 4 μm , 4.5 μm, 5 μm, 5.5 μm, 6 μm, 6.5 μm, 7 μm, 7.5 μm, 8 μm, 8.5 μm, 9 μm, 9.5 μm, 10 μm, 15 μm, 20 μm, 25 μm, 30 μm, 35 μm, 40 μm, 45 μm , 50 μm, 55 μm, 60 μm, 65 μm, 70 μm, 75 μm, 80 μm, 85 μm, 90 μm, 95 μm, 100 μm, 150 μm, 200 μm, 250 μm, 300 μm, 350 μm, 400 μm, 450 μm, 500 μm, 550 μm, 600 μm, 650 μm, 700 μm, 700 μm , 850 μm, 900 μm, 950 μm, 1000 μm, or a range between any two particle size scales, said diameter size being an average value;
Preferably, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 0.1 to 10 μm,
Preferably, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 0.2 to 6 μm,
Preferably, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 0.4 to 5 μm,
Preferably, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 0.5 to 3 μm,
Preferably, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 0.2 to 1 μm,
Preferably, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 0.5 to 1 μm,
Preferably, the diameter of the magnetic microsphere body is selected from 1 μm to 1 mm,
Preferably, the average diameter of said magnetic microsphere bodies is 200 nm, 250 nm, 300 nm, 350 nm, 400 nm, 450 nm, 500 nm, 550 nm, 600 nm, 650 nm, 700 nm, 750 nm, 800 nm, 850 nm, 900 nm, 950 nm, 1000 nm with deviation is ±20%, more preferably ±10%.
好ましくは、前記ポリマーの線状主鎖は、ポリオレフィン主鎖であり、且つアクリル系ポリマーの主鎖から提供され、
より好ましくは、前記アクリル系ポリマーのモノマー単位が、アクリル酸、アクリル酸塩、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸塩、メタクリル酸エステルのいずれか一つ、又はそれらの組み合わせである、ことを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載の生体磁性マイクロスフェア。 the linear backbone of the polymer is a polyolefin backbone or an acrylic polymer backbone;
Preferably, the linear backbone of said polymer is a polyolefin backbone and is provided from an acrylic polymer backbone,
More preferably, the monomer unit of the acrylic polymer is any one of acrylic acid, acrylate, acrylate, methacrylic acid, methacrylate, methacrylate, or a combination thereof. The biomagnetic microspheres according to any one of claims 1 to 8.
好ましくは、前記官能基に基づく共有結合とは、官能基が共有結合に関与することによって形成される共有結合を意味し、ここで、前記官能基は、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、メルカプト基、カルボキシル基の塩形態、アミノ基の塩形態、ギ酸エステル基、又は前記官能基の組み合わせを指す、ことを特徴とする請求項1に記載の生体磁性マイクロスフェア。 the branched chains of the polymer are covalently attached to biotin or biotin analogues by covalent bonds based on functional groups;
Preferably, the covalent bond based on the functional group means a covalent bond formed by participating in the covalent bond of the functional group, wherein the functional group is a carboxyl group, a hydroxyl group, an amino group, a mercapto group. , a salt form of a carboxyl group, a salt form of an amino group, a formate group, or a combination of said functional groups.
好ましくは、前記磁性材料は、鉄酸化物、鉄化合物、鉄合金、コバルト化合物、コバルト合金、ニッケル化合物、ニッケル合金、マンガン酸化物、マンガン合金、又はそれらの組み合わせであり、
より好ましくは、前記磁性材料は、Fe3O4、γ-Fe2O3、窒化鉄、Mn3O4、FeCrMo、FeAlC、AlNiCo、FeCrCo、ReCo、ReFe、PtCo、MnAlC、CuNiFe、AlMnAg、MnBi、FeNiMo、FeSi、FeAl、FeSiAl、BaO・6Fe2O3、SrO・6Fe2O3、PbO・6Fe2O3、GdO、又はそれらの組み合わせである、ことを特徴とする請求項1~11のいずれか1項に記載の生体磁性マイクロスフェア。 The magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO2 ,
Preferably, said magnetic material is an iron oxide, an iron compound, an iron alloy, a cobalt compound, a cobalt alloy, a nickel compound, a nickel alloy, a manganese oxide, a manganese alloy, or a combination thereof;
More preferably, the magnetic material is Fe 3 O 4 , γ-Fe 2 O 3 , iron nitride, Mn 3 O 4 , FeCrMo, FeAlC, AlNiCo, FeCrCo, ReCo, ReFe, PtCo, MnAlC, CuNiFe, AlMnAg, MnBi , FeNiMo, FeSi, FeAl, FeSiAl, BaO.6Fe 2 O 3 , SrO.6Fe 2 O 3 , PbO.6Fe 2 O 3 , GdO, or a combination thereof. A biomagnetic microsphere according to any one of claims 1 to 3.
(1)アミノ化シランカップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行い、アミノ基を磁性マイクロスフェア本体の外表面に導入して、アミノ基修飾磁性マイクロスフェアAを形成させるステップであって、
前記磁性マイクロスフェア本体は、SiO2で被覆された磁性材料であるステップと、
(2)カルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用してアクリル酸分子を前記磁性マイクロスフェアAの外表面に共有結合的にカップリングさせ、炭素-炭素二重結合を導入して、炭素-炭素二重結合含有磁性マイクロスフェアBを形成させるステップと、
(3)架橋剤を加えない条件で、炭素-炭素二重結合の重合反応を利用し、アクリル系モノマー分子を重合させ、得られたアクリル系ポリマーは線状主鎖と官能基を含む分岐鎖とを有し、ポリマーは線状主鎖の一端によって磁性マイクロスフェアBの外表面に共有結合的にカップリグされ、アクリル酸系ポリマー修飾の磁性マイクロスフェアCを形成させるステップと、
(4)前記ポリマーの分岐鎖に含まれる官能基により、ビオチン又はビオチン類似体をポリマーの分岐鎖末端に共有結合的にカップリングさせて、前記生体磁性マイクロスフェアを得るステップと、を含む製造方法。 A method for producing biomagnetic microspheres according to claim 1, comprising:
(1) Chemically modifying the main body of the magnetic microsphere using an aminated silane coupling agent to introduce an amino group to the outer surface of the main body of the magnetic microsphere to form an amino group-modified magnetic microsphere A. is a step
the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO2 ;
(2) covalently coupling an acrylic acid molecule to the outer surface of the magnetic microsphere A using a covalent reaction between a carboxyl group and an amino group to introduce a carbon-carbon double bond; , forming carbon-carbon double bond-containing magnetic microspheres B;
(3) polymerizing acrylic monomer molecules using a carbon-carbon double bond polymerization reaction without adding a cross-linking agent, and the resulting acrylic polymer is a linear main chain and a branched chain containing functional groups; wherein the polymer is covalently coupled to the outer surface of the magnetic microsphere B by one end of the linear backbone to form an acrylic acid-based polymer modified magnetic microsphere C;
(4) covalently coupling biotin or biotin analogues to the branch ends of the polymer via functional groups contained in the branched chains of the polymer to obtain the biomagnetic microspheres. .
(1)アミノ化シランカップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行い、アミノ基を磁性マイクロスフェア本体の外表面に導入して、アミノ基修飾の磁性マイクロスフェアAを形成させるステップであって、
前記磁性マイクロスフェア本体は、SiO2で被覆された磁性材料であるステップと、
(2)カルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用してアクリル酸分子を前記磁性マイクロスフェアAの外表面に共有結合的にカップリングさせ、炭素-炭素二重結合を導入して、炭素-炭素二重結合含有磁性マイクロスフェアBを形成させるステップと、
(3)架橋剤を加えない条件で、炭素-炭素二重結合の重合反応を利用して、アクリル系モノマー分子を重合させ、得られたアクリル系ポリマーは線状主鎖と官能基を含む分岐鎖とを有し、ポリマーは線状主鎖の一端によって磁性マイクロスフェアBの外表面に共有結合的にカップリングされ、アクリル系ポリマー修飾磁性マイクロスフェアCを形成させるステップと、
(4)前記ポリマーの分岐鎖に含まれる官能基により、ビオチン又はビオチン類似体をポリマーの分岐鎖末端に共有結合的にカップリングさせて、ビオチン又はビオチン類似体で修飾された生体磁性マイクロスフェアDを得るステップと、
(5)精製媒体を前記生体磁性マイクロスフェアDにおける前記ポリマーの分岐鎖末端のビオチン又はビオチン類似体に連結させて、精製媒体が結合された前記生体磁性マイクロスフェアを得るステップと、を含み、
好ましくは、アビジン又はアビジン類似体と精製媒体の共有結合複合体をポリマーの分岐鎖末端に結合させ、前記ビオチン又はビオチン類似体と前記アビジン又はアビジン類似体との間にアフィニティ複合体の結合作用を形成させて、精製媒体付き前記生体磁性マイクロスフェアを得、
独立して任意に、(6)磁石で生体磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、洗浄するステップを含み、
独立して任意に、前記アビジン又はアビジン類似体と精製媒体の共有結合複合体との交換を含む、製造方法。 A method for producing the biomagnetic microspheres according to any one of claims 2 to 5,
(1) Chemically modifying the main body of the magnetic microsphere using an aminated silane coupling agent to introduce an amino group to the outer surface of the main body of the magnetic microsphere to form an amino group-modified magnetic microsphere A. a step of causing
the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO2 ;
(2) covalently coupling an acrylic acid molecule to the outer surface of the magnetic microsphere A using a covalent reaction between a carboxyl group and an amino group to introduce a carbon-carbon double bond; , forming carbon-carbon double bond-containing magnetic microspheres B;
(3) without adding a cross-linking agent, by utilizing the polymerization reaction of carbon-carbon double bonds, the acrylic monomer molecules are polymerized, and the resulting acrylic polymer is branched containing a linear main chain and functional groups; the polymer is covalently coupled to the outer surface of the magnetic microsphere B by one end of the linear backbone to form an acrylic polymer-modified magnetic microsphere C;
(4) biomagnetic microspheres D modified with biotin or biotin analogues by covalently coupling biotin or biotin analogues to the branched ends of the polymer via functional groups contained in the branched chains of the polymer; a step of obtaining
(5) linking a purification medium to biotin or a biotin analogue at the branched ends of the polymer in the biomagnetic microspheres D to obtain the biomagnetic microspheres with the purification medium attached;
Preferably, a covalent complex of avidin or an avidin analogue and a purification medium is attached to the branched ends of the polymer, allowing binding action of the affinity complex between said biotin or biotin analogue and said avidin or avidin analogue. forming to obtain said biomagnetic microspheres with purification media;
independently optionally, (6) sedimenting the biomagnetic microspheres with a magnet, removing the liquid phase, and washing;
independently optionally comprising exchanging said avidin or avidin analogue with a covalent complex of a purification medium.
好ましくは、前記生体磁性マイクロスフェアの製造方法は、
(1)アミノ化シランカップリング剤を利用して磁性マイクロスフェア本体に対して化学修飾を行い、アミノ基を磁性マイクロスフェア本体の外表面に導入して、アミノ基修飾の磁性マイクロスフェアAを形成させるステップであって、前記磁性マイクロスフェア本体は、SiO2で被覆された磁性材料であるステップと、
(2)カルボキシル基とアミノ基との間の共有結合反応を利用してアクリル酸分子を前記磁性マイクロスフェアAの外表面に共有結合的にカップリングさせ、炭素-炭素二重結合を導入して、炭素-炭素二重結合含有磁性マイクロスフェアBを形成させるステップと、
(3)架橋剤を加えない条件で、炭素-炭素二重結合の重合反応を利用して、アクリル系モノマー分子を重合させ、得られたアクリル系ポリマーは線状主鎖と官能基を含む分岐鎖とを有し、ポリマーは線状主鎖の一端によって磁性マイクロスフェアBの外表面に共有結合的にカップリングされ、アクリル系ポリマー修飾の磁性マイクロスフェアCを形成させるステップと、
(4)前記ポリマーの分岐鎖に含まれる官能基により、ビオチンをポリマーの分岐鎖末端に共有結合的にカップリングさせて、ビオチン修飾生体磁性マイクロスフェアDを得るステップと、
(5)アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eをポリマーの分岐鎖末端に連結させ、ビオチンとアビジンとの間にアフィニティ複合体の結合作用を形成させて、アフィニティタンパク質が結合された前記生体磁性マイクロスフェアを得るステップと、を含み、
独立して任意に、(6)磁石で前記生体磁性マイクロスフェアを沈降させ、液相を除去し、洗浄するステップを含み、
独立して任意に、前記アビジン-アフィニティタンパク質共有結合複合体Eの交換を含む、製造方法。 A method for producing biomagnetic microspheres according to claim 7,
Preferably, the method for producing biomagnetic microspheres comprises:
(1) Chemically modifying the main body of the magnetic microsphere using an aminated silane coupling agent to introduce an amino group to the outer surface of the main body of the magnetic microsphere to form an amino group-modified magnetic microsphere A. wherein the magnetic microsphere body is a magnetic material coated with SiO2 ;
(2) covalently coupling an acrylic acid molecule to the outer surface of the magnetic microsphere A using a covalent reaction between a carboxyl group and an amino group to introduce a carbon-carbon double bond; , forming carbon-carbon double bond-containing magnetic microspheres B;
(3) without adding a cross-linking agent, by utilizing the polymerization reaction of carbon-carbon double bonds, the acrylic monomer molecules are polymerized, and the resulting acrylic polymer is branched containing a linear main chain and functional groups; the polymer is covalently coupled to the outer surface of the magnetic microsphere B by one end of the linear backbone to form an acrylic polymer-modified magnetic microsphere C;
(4) covalently coupling biotin to the branched chain ends of the polymer through functional groups contained in the branched chains of the polymer to obtain biotin-modified biomagnetic microspheres D;
(5) linking the avidin-affinity protein covalent complex E to the branched chain end of the polymer, forming the binding action of the affinity complex between biotin and avidin, and the biomagnetic microparticles bound with the affinity protein; obtaining a sphere; and
independently and optionally, (6) sedimenting said biomagnetic microspheres with a magnet, removing the liquid phase and washing;
independently optionally comprising exchange of said avidin-affinity protein covalent complex E.
好ましくは、前記生体磁性マイクロスフェアの抗体系物質の分離・精製における使用であり、
前記精製媒体は、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される場合、前記使用は選択的に生体磁性マイクロスフェアの再生使用をさらに含む、使用。 Use of the biomagnetic microspheres according to any one of claims 1 to 12 in the separation and purification of proteinaceous substances,
Preferably, the biomagnetic microspheres are used in the separation and purification of antibody-based substances,
Use wherein said use optionally further comprises regenerating use of biomagnetic microspheres when said purification medium is linked to the branched ends of said polymer by a linking element comprising an affinity complex.
好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、ビオチン-アビジン-アフィニティタンパク質の方式でポリマーの分岐鎖に連結され、
好ましくは、前記抗体系物質は、抗体、抗体断片、抗体融合タンパク質、抗体断片融合タンパク質を含み、
前記アフィニティタンパク質は、アフィニティ複合体を含む連結要素によって前記ポリマーの分岐鎖末端に連結される場合、前記使用は選択的に生体磁性マイクロスフェアの再生使用をさらに含み、即ちアフィニティタンパク質の交換後の再利用を含む、ことを特徴とする使用。 Use of the biomagnetic microspheres according to any one of claims 2 to 5 or 7 in the separation and purification of an antibody-based substance, wherein the purification medium is an affinity protein,
Preferably, said affinity protein is linked to the branched chains of the polymer in the manner of biotin-avidin-affinity protein,
Preferably, the antibody-based substance includes an antibody, an antibody fragment, an antibody fusion protein, an antibody fragment fusion protein,
When said affinity protein is linked to the branched ends of said polymer by a linking element comprising an affinity complex, said use optionally further comprises a regeneration use of the biomagnetic microspheres, i.e. regeneration after exchange of the affinity protein. A use characterized by including utilization.
好ましくは、前記アビジン型タグは、アビジン、ビオチンと結合可能なアビジン類似体、ビオチン類似体と結合可能なアビジン類似体、又はそれらの組み合わせであり、
より好ましくは、前記アビジンは、ストレプトアビジン、変性ストレプトアビジン、ストレプトアビジン類似体、又はそれらの組み合わせであり、
好ましくは、前記ポリペプチド型タグは、CBPタグ、ヒスチジンタグ、C-Mycタグ、FLAGタグ、Spotタグ、Cタグ、Aviタグ、Stregタグ、WRHPQFGG配列を含むタグ、WRHPQFGGの変体配列を含むタグ、RKAAVSHW配列を含むタグ、RKAAVSHWの変体配列を含むタグ、又はそれらの組み合わせのいずれか一つのタグ又はその変体から選択され、前記Stregタグは、WSHPQFEK及びその変体を含み、
好ましくは、前記タンパク質型タグは、アフィニティタンパク質、SUMOタグ、GSTタグ、MBPタグ、又はそれらの組み合わせから選択されるいずれか一つのタグ又はその変体であり、より好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインL、及びそれらの組み合わせのいずれかの一つタグ又はその変体から選択され、
より好ましくは、前記磁性マイクロスフェア本体の外表面には、少なくとも1種の線状主鎖及び分岐鎖を有するポリマーを有し、前記線状主鎖の一端が磁性マイクロスフェア本体の外表面に共有結合的に固定され、ポリマーの他端は磁性マイクロスフェア本体の外表面から遊離し、前記磁性マイクロスフェアのポリマーの分岐鎖末端には、アフィニティタンパク質が連結されており、さらに好ましくは、前記アフィニティタンパク質とポリマーの線状主鎖との間の分岐鎖骨格にアフィニティ複合体の結合作用が存在し、更に好ましくは、前記アフィニティタンパク質は、プロテインA、プロテインG、プロテインL、変性プロテインA、変性プロテインG、変性プロテインL、及びそれらの組み合わせから選択される、ことを特徴とする生体磁性マイクロスフェア。
A biomagnetic microsphere comprising a magnetic microsphere body, wherein the outer surface of the magnetic microsphere body has at least one polymer having a linear backbone and a branched chain, and one end of the linear backbone is immobilized on the outer surface of the magnetic microsphere body, the other end of the polymer is free from the outer surface of the magnetic microsphere body, the branched chain end of the polymer of the magnetic microsphere is linked to the purification medium, and the the purification medium is selected from avidin-type tags, polypeptide-type tags, protein-type tags, antibody-type tags, antigen-type tags, and combinations thereof;
Preferably, the avidin-type tag is avidin, an avidin analogue capable of binding to biotin, an avidin analogue capable of binding to a biotin analogue, or a combination thereof,
More preferably, said avidin is streptavidin, modified streptavidin, streptavidin analogues, or a combination thereof,
Preferably, the polypeptide-type tag is a CBP tag, a histidine tag, a C-Myc tag, a FLAG tag, a Spot tag, a C tag, an Avi tag, a Streg tag, a tag containing a WRHPQFGG sequence, a tag containing a variant sequence of WRHPQFGG, selected from any one of a tag comprising an RKAAVSHW sequence, a tag comprising a variant sequence of RKAAVSHW, or a combination thereof or variants thereof, wherein the Streg tag comprises WSHPQFEK and variants thereof;
Preferably, the protein-type tag is an affinity protein, a SUMO tag, a GST tag, an MBP tag, or any one tag selected from a combination thereof, or a variant thereof. More preferably, the affinity protein is a protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G, denatured protein L, and combinations thereof or variants thereof;
More preferably, the outer surface of the magnetic microsphere body has at least one polymer having a linear main chain and a branched chain, and one end of the linear main chain is shared with the outer surface of the magnetic microsphere body. The other end of the polymer is fixed by binding, the other end of the polymer is released from the outer surface of the main body of the magnetic microsphere, and the branched chain end of the polymer of the magnetic microsphere is linked to an affinity protein, more preferably the affinity protein. and the linear backbone of the polymer, more preferably said affinity protein is protein A, protein G, protein L, denatured protein A, denatured protein G , denatured Protein L, and combinations thereof.
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